起重系统助力拖拉机高效装配安阳

起重系统助力拖拉机高效装配

起重系统助力拖拉机高效装配 2011年12月03日 来源： 在拖拉机装配线上，有大量的提升和传输任务需要处理。针对装配过程，在R.STAHL公司KT 2000小型起重机系统的基础上，建立了一个带有专业自动化控制功能的悬挂式单轨起重系统，实现快速有效的装配工作。美国农业机械制造商——John Deere公司在德国Mannheim工厂生产的拖拉机销往德国和其他国际市场。大约有2600名工人在这里工作，这里也是John Deere在全球的第二大生产基地。作为欧洲最现代化的拖拉机制造工厂，德国Mannheim工厂每天能生产200台以上拖拉机。最初现状在拖拉机装配线上，有大量的提升和传输任务需要处理，因为连续移动的装配线不能有故障或者停车情况出现。由于各种不同的待装配的拖拉机零组件需要按顺序在流水线上传输，因而传输带的运行速度是顺利完成每一个输送任务的决定因素。与发动机的生产装配过程相似，所需的零部件必须准确、准时地提供给相应的拖拉机。内部物料供应的可靠性必须进行设计，即使在预装配这类次要过程发生故障时也要保证装配线的连续生产。在拖拉机批量生产过程中，装配线的原材料供应只有采用低维护物流系统才能保证装配线的最大可用性（图1）。针对装配线传统零组件的物流概念中，包括手工操作的桥式起重机。过去，John Deere工厂就用到了这类起重机。

图1 在拖拉机批量生产过程中，装配线的原材料供应只有采用低维护物流系统才能保证装配线的最大可用性

装配需求John Deere的生产专家对包含水箱安装在内的装配流程进行了分析（图2），从而得出一系列结论。

图2 装配流程示意

1.成本每个水箱传输的距离是35m，而且是单向的。如果采用一台手工操作的桥式起重机进行搬运，实际就需要一个专职操作员。2.质量由于水箱悬挂在起重机吊钩上，因而在装配过程中不可能完全避免水箱或者拖拉机零件的损坏。3.过程安全现场没有水箱的缓冲存储空间，因此装配线停车造成的生产能力降低的状况有可能出现。4.工作安全性由于起重机速度与装配线速度不同步，操作起重机十分不易。装配过程必须在连续的流水线上进行，而水箱可能仍然挂在吊钩上，这就可能造成水箱与起重机吊钩脱节的问题。实现方案在与客户的讨论过程中，双方就如何提高装配的成本效益和水箱装配过程的安全性都提出了各种不同的方案。最终的解决方案是采取分离“提升/降低”和“水平输送”两个环节功能的控制。在R.STAHL公司KT 2000小型起重机系统的基础上，建立了一个带有专业自动化控制功能的悬挂式单轨起重系统。拖拉机装配项目中，在总长93m的环形输送通道上安装了8台推车来运载水箱。每台推车上250kg的水箱同时通过R.STAHL电气链式提升装置STD10固定两点后完成提升，提升速度8m/min，爬行速度2m/min。之所以固定水箱的两点后提升，是为了确保水箱在运输过程中不会发生摇晃（图3）。采用KT 2000摩擦轮驱动，起重机输送速度可以无级变速最高达到10m/min。提升和下降移动是手工操作，而水平输送过程则实现了自动化。在环行输送通道上安装8台推车，是为了保证装配线上始终有5台推车的水箱作为缓冲存储可使用。在装载点加载预装配水箱的过程是通过无线远程控制的方式实现的（图4），水箱负载则进一步自动地被提升到一个安全的高度。到缓冲存储区的输送过程也是自动化的，在这里存储的水箱随时准备根据装配工人的需要进行及时供应。一旦一个新的拖拉机底盘送到装配点之后，无线远程控制就会立刻发出水箱供应的要求。推车自动地按照装配线速度移动到卸载点，其位置正好在装配线的正上方，以便于通过驱动加速装置随时调整并适应装配线速度。

图3 由于采用两个吊钩提升负载，推车沿着环形通道输送水箱的时候不会产生摇晃现象

图4 通过无线远程控制方式，工人在装载点将水箱提升起来

由于生产的拖拉机轴距各不相同，因此还需要调整推车的角度以准确符合装配位置：带有推车的提升机构必须有500mm自由活动的滑动刹车距离，从而使得负载位置与滑动单轨之间的角度可以进行调整（图5）。通过这一设计，可以避免出现拉动负载的危险“对角线”现象。

图5 在装载点，负载被放置在单轨正下方中央。在水箱装配中，由于拖拉机轴距各不相同，因此提升机构被设计为可以在一定活动距离内调整与轨道之间的角度

针对单个推车的远程控制实行了一套专门的安全概念：即除了无线信号，还发送一种窄波段的红外信号给推车。为了改进过程安全性，在输送系统中设计了一个维护激发点，推车可以通过轨道开关切换转入该处进行维护。这种设计保证了当一台推车进行维护的时候，其他推车可以继续运行而不会被中断。整套系统在2004年秋季设计完成，并于2005年元旦左右安装并交付，其中包括安装必要的悬挂结构。装配结果在该项目中，通过卷绕和轨道切换开关环节，KT 2000起重机系统将其所有的优势都发挥出来：利用集成化可维修导线为推车的搬运过程提供三相交流电和控制信号，从而为车辆制造行业自动化系统的实现提供了一个理想平台。(end)

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