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內容簡(jiǎn)介：本文通過(guò)對電機生產(chǎn)線(xiàn)現狀的分析，提出了電機生產(chǎn)線(xiàn)可重組的技術(shù)思路和系統總體框架，特別是對壓軸工位和轉軸校直工位進(jìn)行重點(diǎn)改造，并增加了生產(chǎn)線(xiàn)上加工設備的反饋能力，從而使加工設備的加工能力和使用情況得到實(shí)時(shí)監控。

朱培勤倪軍（上海大學(xué)，上海200072）f可重組制造（RMS）是適應現在和將來(lái)先進(jìn)制造發(fā)展的新一代技術(shù)群體中一種重要而適用的技術(shù)。為了使電機生產(chǎn)線(xiàn)能快速響應產(chǎn)品的批量變化和品種變化，將可重組制造技術(shù)應用于電機生產(chǎn)線(xiàn)。本文通過(guò)對電機生產(chǎn)線(xiàn)現狀的分析，提出了電機生產(chǎn)線(xiàn)可重組的技術(shù)思路和系統總體框架，特別是對壓軸工位和轉軸校直工位進(jìn)行重點(diǎn)改造，并增加了生產(chǎn)線(xiàn)上加工設備的反饋能力，從而使加工設備的加工能力和使用情況得到實(shí)時(shí)監控。最終達到整個(gè)電機生產(chǎn)系統對于產(chǎn)品的變化具有快速響應能力、品種的適應能力和質(zhì)量控制水平。

2.1汽車(chē)電機生產(chǎn)線(xiàn)現狀目前，在汽車(chē)及相關(guān)零部件制造行業(yè)中，為適應多個(gè)用戶(hù)的需求，每一條生產(chǎn)線(xiàn)需適合至少幾十種產(chǎn)品的生產(chǎn)，如汽車(chē)行業(yè)2004年上市的全新和改進(jìn)轎車(chē)車(chē)型至少有50多種，而每種車(chē)型的零部件無(wú)論是性能或外觀(guān)、材料、安裝尺寸都有所不同，訂單根據市場(chǎng)變化快速調整，從客觀(guān)上要求一種由客戶(hù)訂單驅動(dòng)，以多品種、變批量、多功能、快速交貨和短的產(chǎn)品市場(chǎng)壽命等為特征的生產(chǎn)模式。傳統制造系統已不能適應這一形勢的發(fā)展需求，需要一種能夠通過(guò)制造資源構件調整和制造系統快速重構，適應生產(chǎn)系統內外部各種因素的變化，將多品種、變批量的生產(chǎn)問(wèn)題全部或部分地轉化為一定批量生產(chǎn)的新型制造系統。這就需要根據企業(yè)目前的實(shí)際情況，利用可重組制造系統的概念和相關(guān)技術(shù)對電機生產(chǎn)線(xiàn)進(jìn)行相應的重新規劃、設計、實(shí)施和運作，提高生產(chǎn)線(xiàn)的重組能力，以滿(mǎn)足不斷變化的市場(chǎng)需求。

公司現有轉子生產(chǎn)線(xiàn)4條，定子及定子刷架生產(chǎn)線(xiàn)1條，總裝配生產(chǎn)線(xiàn)5條。其中桑塔納轎車(chē)電機生產(chǎn)能力為10001200個(gè)/班，其他產(chǎn)品為600個(gè)/班。現對捷達、小別克、桑車(chē)二種典型產(chǎn)品的電機轉子生產(chǎn)線(xiàn)進(jìn)行研究。

捷達、小別克、桑車(chē)三種產(chǎn)品的轉子生產(chǎn)過(guò)程大致相同，如所示。

1可重組制造技術(shù)的研究可重組制造技術(shù)主要研究新概念的制造設施，使之既能夠在指定時(shí)期制造一定批量的產(chǎn)品；也能在將來(lái)，按照市場(chǎng)要求，以合理的成本快速重新配置，調整其生產(chǎn)能力，生產(chǎn)不同批量或不同類(lèi)型的產(chǎn)品。它涉及到機器（設備）層、系統層、以及社會(huì )制造資源層的重組技術(shù)。其中包括模塊化技術(shù)、集成化技術(shù)、以及用戶(hù)化、可轉換化、可診斷化等技術(shù)。也包括動(dòng)態(tài)聯(lián)盟的市場(chǎng)化組合技術(shù)。可重組制造技術(shù)對于提高整個(gè)制造業(yè)的市場(chǎng)響應能力、提高制造資源的利用率，都將起到極大的促進(jìn)作用。1999年，美國Michgon大學(xué)的Koren教授等在CIRP年會(huì )上第二次對可重組制造系統下正式定義：為響應市場(chǎng)或不規則需求的突然變化，迅速調整在一個(gè)零件族內的生產(chǎn)能力和功能性，首先為快速改變結構以及硬件與軟件組元而設計的一種可重組制造系統。

2可重組制造技術(shù)在電機生產(chǎn)線(xiàn)上的應用快速響應與對產(chǎn)品的快速適應是可重組技術(shù)最根本的特點(diǎn)，但所生產(chǎn)產(chǎn)品的快速多變可能會(huì )帶來(lái)一系列問(wèn)題，這將對生產(chǎn)組織方式、質(zhì)量管理方式以及底層設備兼容性等提出更高的要求。可重組制造技術(shù)在電機生產(chǎn)線(xiàn)上的應用主要表現為加工系統的可重組。加工系統是電機生產(chǎn)線(xiàn)的執行系統，是整個(gè)電機生產(chǎn)線(xiàn)物流和信息流集中的交匯點(diǎn)，也是產(chǎn)品質(zhì)量最終形成的地方。！來(lái)稿日期：005 -11-25！上海市重點(diǎn)攻關(guān)項目“汽車(chē)電機可重組裝配生產(chǎn)線(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)與裝備的開(kāi)發(fā)與應用”中的一部分，編號>031111002）該轉子生產(chǎn)線(xiàn)采用裝側板方式，容易控制生產(chǎn)節拍、其中浸漆、車(chē)整流子、動(dòng)平衡三道工序為島嶼結構。各工序之間靠小車(chē)連接，小車(chē)能力為320個(gè)零件/車(chē)。這條生產(chǎn)線(xiàn)分為四大部分：執行設備；檢測設備；傳送設備；設備的控制系統。

2.2電機生產(chǎn)線(xiàn)的工藝特點(diǎn)本課題中的電機生產(chǎn)線(xiàn)有明顯的特點(diǎn)，主要包括以下幾點(diǎn)：電機生產(chǎn)流程、工序是相對固定的，一般不隨產(chǎn)品型號的變化而有大的變化。

目前企業(yè)所有的電機產(chǎn)品生產(chǎn)線(xiàn)上的設備有一定的適應范圍，現場(chǎng)生產(chǎn)時(shí)通過(guò)夾具的更換及相關(guān)輔助設備的配套，就能相應地應對產(chǎn)品的變化。

電機生產(chǎn)線(xiàn)每個(gè)工位目前皆采用半自動(dòng)加工方式，上下料全部依靠人工承擔。

加工零件的檢測一般由工位自行解決，并在一定的工位設置了綜合性能測試。

電機加工生產(chǎn)線(xiàn)的物流采用離散的小車(chē)式。

生產(chǎn)管理方式為看板式。

（8）工藝裝配實(shí)行集中管理方式，并根據加工零件及工藝要求在需要時(shí)進(jìn)行領(lǐng)用。

2.3電機生產(chǎn)線(xiàn)關(guān)鍵工位分析轉子生產(chǎn)線(xiàn)是電機生產(chǎn)線(xiàn)的瓶頸，轉子生產(chǎn)線(xiàn)面臨兩個(gè)問(wèn)題：轉子出軸偏心量和轉子生產(chǎn)效率。轉子出軸的偏心量是電機質(zhì)量的一個(gè)重要指標，它主要是由壓軸工位、繞線(xiàn)工位、烘漆等工位產(chǎn)生。為了弄清生產(chǎn)線(xiàn)各工位對轉子出軸的影響，對經(jīng)過(guò)各工位的轉子進(jìn)行隨機檢測（各工位抽取40個(gè)樣品），結果發(fā)現使轉子出軸偏心量增大的工位主要是壓軸工位，而其他工位對轉子出軸偏心量影響不大。在轉子生產(chǎn)線(xiàn)中，校直工位由于完全是人工操作，不但生產(chǎn)效率低而且校直精度也不高，完全根據操作者的經(jīng)驗進(jìn)行校直，因此，該工位是影響轉子質(zhì)量及轉子生產(chǎn)線(xiàn)工作節拍的一個(gè)關(guān)鍵工位。

2.4電機生產(chǎn)線(xiàn)可重組改造的技術(shù)思路通過(guò)以上對電機生產(chǎn)線(xiàn)的分析，采用可重組技術(shù)對生產(chǎn)線(xiàn)進(jìn)行改造的總體框架如所示。

總體技術(shù)思路及重點(diǎn)解決的問(wèn)題具體闡述如下：根據電機加工的工藝流程特點(diǎn)及現場(chǎng)的工作情況，這里僅對相關(guān)的工藝裝備進(jìn)行相關(guān)的可重組改造，這些裝備主要是夾具系統與配套的檢測手段，對這些裝備進(jìn)行改造的目的在于提高它們對產(chǎn)品快速切換的適應能力。

根據可重組的特點(diǎn)，由于目前主要是采用事后抽樣檢測的方法，不能確保每個(gè)工位的產(chǎn)品質(zhì)量，而且質(zhì)量信息也不能實(shí)時(shí)地傳送。因此就要調整現場(chǎng)測試方法，增加可重組工作方式下影響產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵工位的現場(chǎng)檢測和過(guò)程檢測，同時(shí)收集整個(gè)系統的實(shí)時(shí)質(zhì)量信息，確保可重組工作狀態(tài)下電機生產(chǎn)質(zhì)量的快速穩定。

通過(guò)對關(guān)鍵工位的技術(shù)改造，提高生產(chǎn)效率，進(jìn)而有效地提高整個(gè)系統的響應速度與質(zhì)量控制能力。

通過(guò)對現場(chǎng)生產(chǎn)信息與質(zhì)量狀況的實(shí)時(shí)采集，使生產(chǎn)與調度部門(mén)全面及時(shí)地了解可重組工作狀態(tài)下，電機生產(chǎn)線(xiàn)的狀況，從而實(shí)現對整個(gè)系統快速有效的調控。

2.5可重組電機生產(chǎn)線(xiàn)加工系統部分工位改造2.5.1對壓軸工位進(jìn)行技術(shù)改造在對電機轉子質(zhì)量進(jìn)行分析時(shí)發(fā)現：電機轉子軸上的一個(gè)關(guān)鍵尺寸出軸端同軸度的問(wèn)題幾乎是由壓軸工位產(chǎn)生，同時(shí)這個(gè)工位也是轉子多個(gè)關(guān)鍵尺寸的成型工位，因此對這個(gè)工位的改造將在很大程度上改善電機轉子的加工質(zhì)量。具體改造實(shí)施方法：壓軸機上加裝用于壓緊力和壓緊過(guò)程壓力檢測的傳感器及數據采集處理系統，掌握壓軸的過(guò)程信息。

壓軸工位的工裝及工作臺面上增加設計相關(guān)的快速安裝定位裝置，以便工裝夾具的快速、準確無(wú)誤地安裝。

改進(jìn)該工位質(zhì)量檢測手段，增加對疊片厚度、軸端高度的檢測，并進(jìn)行數據采集。

壓軸工位采用PLC進(jìn)行控制。PLC主要完成壓力控制、壓軸過(guò)程中壓力狀況的數據采集、上位機的通訊以及接收上位機的工作指令。增加壓軸后軸端高度與疊片厚度的計算機檢測，其檢測結果將集中存貯，供后續的質(zhì)量分析與控制部門(mén)使用。同時(shí)采集壓軸過(guò)程中的壓軸壓力與位移值，并建立相應的壓力位移關(guān)系，這些數據同樣集中存貯，從而為進(jìn)一步的壓軸過(guò)程質(zhì)量控制提供最原始的數據。

2.5.2對電機出軸校直工位進(jìn)行技術(shù)改造電機轉子出軸同心度是電機轉子的一個(gè)重要技術(shù)指標，盡管如前所述已對壓軸工位進(jìn)行了相應的技術(shù)改造，但在后續的工位上還會(huì )對電機轉子出軸端造成一定的影響。此外，目前該生產(chǎn)新型列車(chē)上水連接器的開(kāi)發(fā)與應用謝斌1顧長(cháng)春2（！上海第二工業(yè)大學(xué)機電工程學(xué)院，上海201209）（2上海新奧電氣有限公司，上海200125）1前言我國是一個(gè)水資源緊缺的國家，據2005年6月8日上海嚴重缺水；而且城鎮供水管網(wǎng)漏失率在20（左右，每年因此損失100億立方米的自來(lái)水。鐵路是用水大戶(hù)，采用傳統方式為旅客列車(chē)上水，在作業(yè)過(guò)程中會(huì )浪費大量的水資源。其原因在于：上水過(guò)程的流失、水源球閥的易損、上水橡膠管口徑各異和水箱溢流。為了解決鐵路旅客列車(chē)上水浪費水資源的老大難問(wèn)題，在上海鐵路局的通力協(xié)作下，成功研制開(kāi)發(fā)了新型實(shí)用的列車(chē)上水連接器。

線(xiàn)的校直工位的轉軸校直工作由人工手動(dòng)完成，效率低且精度難以控制。因此，對這個(gè)工位進(jìn)行半自動(dòng)操作改造，除上下工件外，整個(gè)校直工作全都自動(dòng)完成。工作控制由工控機完成，具體內容：對自動(dòng)校直機轉軸伺服和出軸跳動(dòng)測量的同步控制。

對轉子軸校直位置的定位、校直動(dòng)作及校直量進(jìn)行精確、實(shí)時(shí)的控制。

與上位機的通訊，接收上位機的工作指令。

完成半自動(dòng)化的轉子出軸端同心度檢測，用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )BP算法理論確定校直過(guò)程中的校直量，完成自動(dòng)校直。同時(shí)收集校直前后轉子出軸端的質(zhì)量信息，并將其集中存貯，從而為進(jìn)一步全面控制轉子生產(chǎn)過(guò)程的質(zhì)量提供最原始的數據。

3小結將可重組方式應用于電機行業(yè)，對現有電機生產(chǎn)線(xiàn)進(jìn)行可重組改造。通過(guò)增加生產(chǎn)線(xiàn)上設備的反饋能力，使加工設備的加工能力和使用情況得到實(shí)時(shí)監控，使之具有在制品的品種、數量以及生產(chǎn)狀況實(shí)時(shí)反饋到控制系統的功能，最終達到使整個(gè)電機生產(chǎn)系統對于產(chǎn)品的變化具有更快的響應速度、更強的品種適應能力、更穩定的質(zhì)量控制水平。在此基礎上建立面向可重組制造的質(zhì)量保證系統，從根本上保證了電機生產(chǎn)線(xiàn)可重組改造后整個(gè)生產(chǎn)工藝過(guò)程的穩定，實(shí)現了可重組制造模式下的實(shí)時(shí)過(guò)程質(zhì)量控制。

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