基于可重组技术改造电机生产线！——西安西玛电机—

朱培勤倪军（上海大学，上海200072）f可重组制造（RMS）是适应现在和将来先进制造发展的新一代技术群体中一种重要而适用的技术。为了使电机生产线能快速响应产品的批量变化和品种变化，将可重组制造技术应用于电机生产线。本文通过对电机生产线现状的分析，提出了电机生产线可重组的技术思路和系统总体框架，特别是对压轴工位和转轴校直工位进行重点改造，并增加了生产线上加工设备的反馈能力，从而使加工设备的加工能力和使用情况得到实时监控。最终达到整个电机生产系统对于产品的变化具有快速响应能力、品种的适应能力和质量控制水平。

2.1汽车电机生产线现状目前，在汽车及相关零部件制造行业中，为适应多个用户的需求，每一条生产线需适合至少几十种产品的生产，如汽车行业2004年上市的全新和改进轿车车型至少有50多种，而每种车型的零部件无论是性能或外观、材料、安装尺寸都有所不同，订单根据市场变化快速调整，从客观上要求一种由客户订单驱动，以多品种、变批量、多功能、快速交货和短的产品市场寿命等为特征的生产模式。传统制造系统已不能适应这一形势的发展需求，需要一种能够通过制造资源构件调整和制造系统快速重构，适应生产系统内外部各种因素的变化，将多品种、变批量的生产问题全部或部分地转化为一定批量生产的新型制造系统。这就需要根据企业目前的实际情况，利用可重组制造系统的概念和相关技术对电机生产线进行相应的重新规划、设计、实施和运作，提高生产线的重组能力，以满足不断变化的市场需求。

公司现有转子生产线4条，定子及定子刷架生产线1条，总装配生产线5条。其中桑塔纳轿车电机生产能力为10001200个/班，其他产品为600个/班。现对捷达、小别克、桑车二种典型产品的电机转子生产线进行研究。

捷达、小别克、桑车三种产品的转子生产过程大致相同，如所示。

1可重组制造技术的研究可重组制造技术主要研究新概念的制造设施，使之既能够在指定时期制造一定批量的产品；也能在将来，按照市场要求，以合理的成本快速重新配置，调整其生产能力，生产不同批量或不同类型的产品。它涉及到机器（设备）层、系统层、以及社会制造资源层的重组技术。其中包括模块化技术、集成化技术、以及用户化、可转换化、可诊断化等技术。也包括动态联盟的市场化组合技术。可重组制造技术对于提高整个制造业的市场响应能力、提高制造资源的利用率，都将起到极大的促进作用。1999年，美国Michgon大学的Koren教授等在CIRP年会上第二次对可重组制造系统下正式定义：为响应市场或不规则需求的突然变化，迅速调整在一个零件族内的生产能力和功能性，首先为快速改变结构以及硬件与软件组元而设计的一种可重组制造系统。

2可重组制造技术在电机生产线上的应用快速响应与对产品的快速适应是可重组技术最根本的特点，但所生产产品的快速多变可能会带来一系列问题，这将对生产组织方式、质量管理方式以及底层设备兼容性等提出更高的要求。可重组制造技术在电机生产线上的应用主要表现为加工系统的可重组。加工系统是电机生产线的执行系统，是整个电机生产线物流和信息流集中的交汇点，也是产品质量最终形成的地方。！来稿日期：005 -11-25！上海市重点攻关项目“汽车电机可重组装配生产线关键技术与装备的开发与应用”中的一部分，编号>031111002）该转子生产线采用装侧板方式，容易控制生产节拍、其中浸漆、车整流子、动平衡三道工序为岛屿结构。各工序之间靠小车连接，小车能力为320个零件/车。这条生产线分为四大部分：执行设备；检测设备；传送设备；设备的控制系统。

2.2电机生产线的工艺特点本课题中的电机生产线有明显的特点，主要包括以下几点：电机生产流程、工序是相对固定的，一般不随产品型号的变化而有大的变化。

目前企业所有的电机产品生产线上的设备有一定的适应范围，现场生产时通过夹具的更换及相关辅助设备的配套，就能相应地应对产品的变化。

电机生产线每个工位目前皆采用半自动加工方式，上下料全部依靠人工承担。

加工零件的检测一般由工位自行解决，并在一定的工位设置了综合性能测试。

电机加工生产线的物流采用离散的小车式。

生产管理方式为看板式。

（8）工艺装配实行集中管理方式，并根据加工零件及工艺要求在需要时进行领用。

2.3电机生产线关键工位分析转子生产线是电机生产线的瓶颈，转子生产线面临两个问题：转子出轴偏心量和转子生产效率。转子出轴的偏心量是电机质量的一个重要指标，它主要是由压轴工位、绕线工位、烘漆等工位产生。为了弄清生产线各工位对转子出轴的影响，对经过各工位的转子进行随机检测（各工位抽取40个样品），结果发现使转子出轴偏心量增大的工位主要是压轴工位，而其他工位对转子出轴偏心量影响不大。在转子生产线中，校直工位由于完全是人工操作，不但生产效率低而且校直精度也不高，完全根据操作者的经验进行校直，因此，该工位是影响转子质量及转子生产线工作节拍的一个关键工位。

2.4电机生产线可重组改造的技术思路通过以上对电机生产线的分析，采用可重组技术对生产线进行改造的总体框架如所示。

总体技术思路及重点解决的问题具体阐述如下：根据电机加工的工艺流程特点及现场的工作情况，这里仅对相关的工艺装备进行相关的可重组改造，这些装备主要是夹具系统与配套的检测手段，对这些装备进行改造的目的在于提高它们对产品快速切换的适应能力。

根据可重组的特点，由于目前主要是采用事后抽样检测的方法，不能确保每个工位的产品质量，而且质量信息也不能实时地传送。因此就要调整现场测试方法，增加可重组工作方式下影响产品质量的关键工位的现场检测和过程检测，同时收集整个系统的实时质量信息，确保可重组工作状态下电机生产质量的快速稳定。

通过对关键工位的技术改造，提高生产效率，进而有效地提高整个系统的响应速度与质量控制能力。

通过对现场生产信息与质量状况的实时采集，使生产与调度部门全面及时地了解可重组工作状态下，电机生产线的状况，从而实现对整个系统快速有效的调控。

2.5可重组电机生产线加工系统部分工位改造2.5.1对压轴工位进行技术改造在对电机转子质量进行分析时发现：电机转子轴上的一个关键尺寸出轴端同轴度的问题几乎是由压轴工位产生，同时这个工位也是转子多个关键尺寸的成型工位，因此对这个工位的改造将在很大程度上改善电机转子的加工质量。具体改造实施方法：压轴机上加装用于压紧力和压紧过程压力检测的传感器及数据采集处理系统，掌握压轴的过程信息。

压轴工位的工装及工作台面上增加设计相关的快速安装定位装置，以便工装夹具的快速、准确无误地安装。

改进该工位质量检测手段，增加对叠片厚度、轴端高度的检测，并进行数据采集。

压轴工位采用PLC进行控制。PLC主要完成压力控制、压轴过程中压力状况的数据采集、上位机的通讯以及接收上位机的工作指令。增加压轴后轴端高度与叠片厚度的计算机检测，其检测结果将集中存贮，供后续的质量分析与控制部门使用。同时采集压轴过程中的压轴压力与位移值，并建立相应的压力位移关系，这些数据同样集中存贮，从而为进一步的压轴过程质量控制提供最原始的数据。

2.5.2对电机出轴校直工位进行技术改造电机转子出轴同心度是电机转子的一个重要技术指标，尽管如前所述已对压轴工位进行了相应的技术改造，但在后续的工位上还会对电机转子出轴端造成一定的影响。此外，目前该生产新型列车上水连接器的开发与应用谢斌1顾长春2（！上海第二工业大学机电工程学院，上海201209）（2上海新奥电气有限公司，上海200125）1前言我国是一个水资源紧缺的国家，据2005年6月8日上海严重缺水；而且城镇供水管网漏失率在20（左右，每年因此损失100亿立方米的自来水。铁路是用水大户，采用传统方式为旅客列车上水，在作业过程中会浪费大量的水资源。其原因在于：上水过程的流失、水源球阀的易损、上水橡胶管口径各异和水箱溢流。为了解决铁路旅客列车上水浪费水资源的老大难问题，在上海铁路局的通力协作下，成功研制开发了新型实用的列车上水连接器。

线的校直工位的转轴校直工作由人工手动完成，效率低且精度难以控制。因此，对这个工位进行半自动操作改造，除上下工件外，整个校直工作全都自动完成。工作控制由工控机完成，具体内容：对自动校直机转轴伺服和出轴跳动测量的同步控制。

对转子轴校直位置的定位、校直动作及校直量进行精确、实时的控制。

与上位机的通讯，接收上位机的工作指令。

完成半自动化的转子出轴端同心度检测，用神经网络BP算法理论确定校直过程中的校直量，完成自动校直。同时收集校直前后转子出轴端的质量信息，并将其集中存贮，从而为进一步全面控制转子生产过程的质量提供最原始的数据。

3小结将可重组方式应用于电机行业，对现有电机生产线进行可重组改造。通过增加生产线上设备的反馈能力，使加工设备的加工能力和使用情况得到实时监控，使之具有在制品的品种、数量以及生产状况实时反馈到控制系统的功能，最终达到使整个电机生产系统对于产品的变化具有更快的响应速度、更强的品种适应能力、更稳定的质量控制水平。在此基础上建立面向可重组制造的质量保证系统，从根本上保证了电机生产线可重组改造后整个生产工艺过程的稳定，实现了可重组制造模式下的实时过程质量控制。

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