工位器具設(shè)計規(guī)范(汽車裝配車間)

1、汽車制造企業(yè)專用工位器具總體設(shè)計摘要：工位器具作為生產(chǎn)線邊的重要組成，是產(chǎn)品件實(shí)現(xiàn)物流過程的載體，是產(chǎn)品件物流過程質(zhì)量防護(hù)的重要保障，在倉庫和生產(chǎn)車間有著廣泛的應(yīng)用。隨著制造業(yè)物流的發(fā)展，工位器具開始受到越來越多的重視。針對重汽輕卡部總裝車間專用工位器具，本文將從工位器具結(jié)構(gòu)設(shè)計、選材標(biāo)準(zhǔn)、附件設(shè)計、投入數(shù)量等方面進(jìn)行闡述，形成一套完整的工位器具總體設(shè)計思路。關(guān)鍵詞：專用工位器具；汽車制造；工位器具設(shè)計一、概述汽車制造企業(yè)生產(chǎn)線邊零部件種類多，數(shù)量大，尺寸、形狀、重量差異較大，線邊物流管理需要通過合理的空間布置和工位器具設(shè)計，最大程度利用線邊有限空間，實(shí)現(xiàn)線邊物料布置的最優(yōu)化。工位器具是生產(chǎn)線

2、邊的重要組成，根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分為通用工位器具和專用工位器具。本文針對專用工位器具設(shè)計思路進(jìn)行闡述。二、工位器具設(shè)計原則1、對產(chǎn)品件在物流過程中起到防護(hù)作用，是工位器具設(shè)計的首要原則；2、合理利用線邊空間，最大程度滿足產(chǎn)品件存儲需求；3、符合人體工學(xué)，操作者取件方便，減少無效動作；4、支持目視化管理，產(chǎn)品件和工位器具信息一目了然；方便轉(zhuǎn)運(yùn)；5、盡可能通用化，增加不同產(chǎn)品件使用的可能，增加供應(yīng)鏈不同環(huán)節(jié)流通的可能；6、工位器具外觀整齊一致，保證生產(chǎn)現(xiàn)場7S水平。三、工位器具設(shè)計步驟（一）結(jié)構(gòu)設(shè)計要確定工位器具結(jié)構(gòu)，一般分為三個步驟。首先，確定所承載產(chǎn)品件的擺放方式，常見擺放方式有平鋪、摞放、對扣摞放

3、、懸掛、限位等，具體由產(chǎn)品件的形狀、工人取件方式、產(chǎn)品件是否易損等因素確定；其次確定工位器具主體框架結(jié)構(gòu)，綜合考慮工位器具容量、產(chǎn)品件大小、人體工學(xué)和線邊空間，確定工位器具尺寸和結(jié)構(gòu)；第三，根據(jù)產(chǎn)品件重量，分析工位器具每個受力點(diǎn)，確定工位器具細(xì)節(jié)設(shè)計，如加固、承重等。（二）尺寸確定工位器具尺寸有多種設(shè)定，增加工位器具時選擇與實(shí)際需求相符或相近的尺寸。長度型號優(yōu)選如下系列之一：800mm、1000mm、1200mm、1400mm、1600mm，1800mm、2000mm、2200mm，盡量小于2m，寬度型號按照線邊定置區(qū)域優(yōu)選800mm，900mm。工位器具高度（含輪）設(shè)定為1600mm，上下波

4、動在10mm范圍內(nèi)。特殊產(chǎn)品件的工位器具尺寸經(jīng)管理部門、使用部門評審后可適度放寬。（三）顏色確定為保持外觀一致性，工位器具顏色需統(tǒng)一，設(shè)定為福田白。（四）材料選擇1.主框架結(jié)構(gòu)材料選擇主框架結(jié)構(gòu)材料根據(jù)承載產(chǎn)品件特性可選擇金屬材料和線棒。（1）金屬材料常用金屬材料有角鋼、方管、圓管、鋼板、圓鋼等，根據(jù)材料特性，將不同規(guī)格的金屬材料確定其適用的范圍，得出常用金屬材料選用規(guī)則，如下表所示。常用金屬材料選用規(guī)則（2）線棒及其配件豐田在精益生產(chǎn)管理中開發(fā)了線棒，實(shí)現(xiàn)了用標(biāo)準(zhǔn)材料制作專用工位器具。線棒在工位器具應(yīng)用中具有制作簡單、改造方便、材料重復(fù)利用、無需單獨(dú)防護(hù)的優(yōu)點(diǎn)。本廠選用線棒規(guī)格為外徑30mm

5、，壁厚1.5mm，白色。2.防護(hù)材料為避免產(chǎn)品件與鐵質(zhì)工位器具直接接觸，與產(chǎn)品件接觸部分的材料硬度必須比產(chǎn)品件表面硬度小，避免產(chǎn)品件表面磕碰劃傷。常見防護(hù)材料有毛氈、橡膠板、板帶、帆布、海綿、塑料泡沫等，結(jié)合防護(hù)材料特性，總結(jié)出各類防護(hù)材料的選用規(guī)則如下表所示。常用防護(hù)材料選用規(guī)則3.附件（1）腳輪規(guī)格選擇選擇腳輪時需考慮腳輪材質(zhì)、大小、承重等。常用腳輪材質(zhì)為尼龍和聚氨酯，總結(jié)其性能對比如下。尼龍與聚氨酯性能對比計算腳輪負(fù)荷時，采用如下方法。算法一（一般平整水泥路面、塑膠路面）：單個腳輪負(fù)荷（滿載產(chǎn)品件重量+工位器具重量）÷所裝腳輪數(shù)量×1.2算法二（有凹坑的路面、上下坡較

6、多的路面）：單個腳輪負(fù)荷（滿載產(chǎn)品件重量+工位器具重量）÷3在路面通過性一定的情況下，腳輪的選擇取決于承重和產(chǎn)品件易損度，得出腳輪選擇模型如下圖所示。腳輪選擇模型腳輪全部帶制動功能，與工位器具主體之間全部采用螺栓進(jìn)行螺紋連接（如下圖，白色代表工位器具本體，深色代表腳輪及其支架），牽引車牽引的工位器具全部選擇減震腳輪。腳輪與工位器具連接方式圖（2）牽引鉤和牽引座牽引鉤和牽引座安裝于工位器具兩個底盤寬度面中間位置，牽引鉤與萬向輪同側(cè)，采用直徑20mm圓鋼，直立收起有限位不掉落；牽引座及插銷與定向輪同側(cè)，牽引座采用厚度4mm鋼板，插銷鏈條180mm，以插入牽引座時不拖地為上限，結(jié)構(gòu)如圖所示

7、。 牽引鉤規(guī)格 牽引座規(guī)格插銷規(guī)格（3）看板固定板看板固定板焊接在工位器具左側(cè)右上角，大小為210mm×148mm，固定板采用1.2-1.5mm厚鋼板。（4）標(biāo)識牌標(biāo)識牌為塑封卡片，大小為150×90mm，固定于工位器具看板固定板左側(cè)。（5）護(hù)鏟設(shè)在工位器具底盤長度面，規(guī)格如下。 護(hù)鏟尺寸圖按叉車挑取工位器具長度面的中間位置設(shè)計，護(hù)鏟統(tǒng)一設(shè)定在底層橫梁長度面方向下側(cè)面1/4和3/4處，護(hù)鏟支架下邊緣高于地面不小于30mm，如圖所示。護(hù)鏟定位示意圖（6）安全插銷與氣彈簧結(jié)合人體工學(xué)，當(dāng)工位器具單層框架重量小15kg時，采用安全插銷，插銷采用直徑10 mm圓鋼，插銷與器具接觸受

8、力部分不小于30mm，插銷安裝于每層右側(cè)；當(dāng)工位器具單層框架重量大于等于15kg時，采用氣彈簧。（7）鉸鏈/合頁采用5寸不銹鋼，厚度2.5mm，13mm軸承。（8）編號專用工位器具編號格式為：部門名稱-器具類別-流水號，編號噴于工位器具正面（面向生產(chǎn)線一側(cè)）最上方橫梁中間位置，顏色為紅色。四、工位器具投入數(shù)量計算看板配送工位器具投入數(shù)量=每小時整車下線數(shù)×單車用量×供貨時間節(jié)拍時間÷工位器具容量*M倍M的取值根據(jù)物流配送方式確定，非周轉(zhuǎn)工位器具取值1，周轉(zhuǎn)工位器具2。其他模式周轉(zhuǎn)工位器具投入數(shù)量=線邊可存放工位器具數(shù)量+N五、工位器具設(shè)計實(shí)例（一）結(jié)構(gòu)設(shè)計1.確定

9、所承載產(chǎn)品件的擺放方式冷凝器形狀特殊，鋁面極易磕碰，需盛載于專用工位器具中，盡量避免鋁面與任何物體接觸，考慮由兩側(cè)支架受力，支撐兩側(cè)支架，懸空鋁面擺放，有下面兩種擺放方式。 方式一 方式二方式三第一種擺放方式與水平面夾角大，運(yùn)輸過程中產(chǎn)品件易傾倒，支架在左側(cè)支撐，易往右邊傾斜。第二種擺放方式重心降低，放置較穩(wěn)。第三種擺放方式重心最低，接觸面與支架形狀相吻合，故采用第三種擺放。工人采取抽拿取件方式，根據(jù)臂長和取件拿取位置，寬度取900mm，縱向擺放2件。工人取件高度為0-1600mm，豎直方向可以放置4件。線邊空間長度為2500mm，考慮放置兩個工位器具，每個工位器具長度控制在1250mm以內(nèi)，

10、根據(jù)產(chǎn)品件尺寸，橫向可放置兩排，容量為16。2.確定工位器具主體框架結(jié)構(gòu)3.受力點(diǎn)分析冷凝器兩側(cè)支架放置部位為主要受力點(diǎn)，下方需增加三角支架加固。（二）尺寸確定工位器具尺寸設(shè)定長度1200mm，寬度900mm，工位器具高度（含輪）主體結(jié)構(gòu)1600mm，腳輪及支架20mm，總高度設(shè)定為1700mm，在允許范圍內(nèi)。（三）顏色確定工位器具顏色設(shè)定為福田白。（四）材料選擇1.主框架結(jié)構(gòu)材料選擇主體框架采用40×40×2mm方管，兩側(cè)支架承重部位采用40×40×4mm角鋼。2.防護(hù)材料冷凝器與支架接觸部位為兩側(cè)支架，為避免鐵質(zhì)之間直接接觸，同時考慮產(chǎn)品件滑動取件時的摩擦，選用板帶做防護(hù)。同時為避免取件時與立柱磕碰，立柱內(nèi)側(cè)面均用毛氈防護(hù)。3.腳輪規(guī)格選擇由于配送時采用牽引車牽引，根據(jù)腳輪選擇模型，選用減震聚氨酯腳輪，與工位器具主體之間全部采用螺栓進(jìn)行螺紋連接。（五）工位