工位器具 货架 搬运设备 物流容器 柔性组合系列
 
浅谈工位器具的设计方法

工位器具是指在产品的制造过程中,用于对成品、半成品、毛坯及各种零部件进行集合式装载、转运、存放的一种工具,也是在加工、装配、包装、检测、维修零部件时使用的操作平台。工位器具主要分为箱类、托盘类、架类、容器类、盒类、柜类、车类和工作台等。工位器具的主要作用是防止和减少工件磕碰划伤、方便储存和运输、方便装卸、便于管理等。笔者在工作实践中,结合工位器具的功用、类型总结了几点工位器具的设计方法,并提出工位器具的设计应向标准化、系列化和模块化的方向发展。
  1工位器具的设计原则
  工位器具的设计没有现成的标准参照,只能依据工艺装备的一般设计原则,并结合实际情况进行。
  1.1一般原则
  (1)工位器具的结构应首先考虑工件的大小、重量、形状和表面质量要求,使所存放的工件不致变形和相互碰撞。
  (2)工位器具要便于工件的取放,使操作者取放工件省时、省力。
  (3)结构紧凑,占地面积小。
  (4)贮存工件用的工位器具应考虑高架和多层存放。对于其他情况,能叠放的也要叠放。图1所示的端盖工位器具和图2的轮毂清洗筐均考虑了多层存放。
    (5)工位器具内盛放工件的数量,必须与确定的生产纲领相匹配,便于JIT(Just in time,及时管理)配送。
  (6)工位器具的结构应便于存放物品的计数,使人们一眼便能看出所装工件的数量。
  1.2通用性与专用性相结合的原则
  尽可能考虑通用,设计出适用于本企业产品形状的通用型托盘类、箱类、架类等工位器具。相类似的件尽可能设计成一种规格的工位器具,实现有效利用、降低制作成本、便于现场管理的目的。如我公司LG系列挖掘机覆盖件的底盖板、支架、挡泥板、左右侧门、隔板、水箱密封板、上盖板等,综合考虑它们的外形尺寸,可设计成一种工位器具。
  对于一条流水线或一个车间的工位器具,类型应尽量少,,外形尺寸特别是宽度尺寸应尽可能保持一致,这样既美观,又便于车间定置管理。
  在考虑通用性的前提下,也要考虑设计制作专用器具,如刀具储运器具、清洗用专用工位器具等。
  2工位器具设计要点
根据实际经验,笔者认为在工位器具设计中应注恿F面一些事项。
  2.1合理选择材料
  对于箱类、容器类、盒类等可选用适当的钢板焊接而成,也可以选用高强度塑料;对于架类等其它工位器具,其框架结构应尽可能选用型钢,尤以角钢、方钢管、槽钢等最为常用,因为型钢的抗弯、抗扭性能均较好,其支承面又可覆以薄钢板或木板。图I端盖工位器具的立柱、底梁均采用角钢。
  2.2要有一定的强度和刚度
  工位器具在装卸工件时会受到一定的冲击,在铲运或运输过程中受到一定的颠簸,有的工位器具需要经常起吊,这就要求工位器具要有一定的强度和刚度,确保工位器具在使用过程中不会变形。
  2.3考虑对工件的防护
  对于已喷面漆的工件及外表面是配合面的零部件,如装载机工作装置的销轴,要求将件与件隔开,支承面及间隔面覆以柔性物质,如橡胶皮、塑料管、尼龙块、泡沫板或海绵等,避免零部件的磕碰或划伤。图1中的塑料管、尼龙垫块的设计就可有效地避免工件的磕碰划伤。
  2.4便于运输和起吊
  装有工件以后,总质量超过30kg的工位器具应有起吊钩或能方便地利用软绳起吊,图l端盖工位器具设计有吊装钩。架类、箱类、托盘类、较大的容器、盒类等器具下面应留有足够的空间以便于叉车运输,该空间一般为50~80mm,图1中端盖工位器具的此空间设计为80mm。
  2.5操作平台的设计要考虑安全性和舒适性
  操作平台的设计,首先要考虑安全性,如我公司的LG系列挖掘机上、下车合线后的装配线两侧的操作平台,就应充分考虑平台的高度及其离挖掘机上架侧边的间隙,以避免干涉,而且还要考虑避免操作者跌落的防护设计。
  对于加工、装配、包装、检测、维修零部件时使用的操作平台,设计时要考虑操作者的舒适性,一般设计高度为700~800mm。
  2.6清洗用工位器具的设计
  装载机驱动桥、变速器内的齿轮、传动轴等零件对清洁度要求较高,在生产装配前需要使用高压蒸汽、清洗剂对零件进行清洗,需设计专用清洗工位器具。清洗用工位器具的设计应充分考虑避免件与件之间发生磕碰、摩擦,以及器具内部定位卡槽的牢固性,还应注意保证工件能够被彻底清洗。图2轮毂清洗筐的尼龙定位块既保证了工件的牢固性,又避免了对工件的划伤。

    2.7工位器具的涂装
  涂装应充分考虑本企业的生产线、生产车间的具体情况,与主色调协调搭配。为此,我公司制定了工位器具的涂装规范,统一要求涂成可以和任何颜色搭配的乳白色。当然,也可涂其它颜色,如浅蓝色。
  2.8工位器具设计中的标准化、系列化和模块化
  工位器具目前还没有国家标准和行业标准,为了使工位器具能够达到专业化、通用化,我们结合自己的产品和生产组织的具体情况,制定了部分工位器具的企业标准,在公司内部贯彻实施。如图1、图2中的支腿在我公司已实行标准化

 
 
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