隨著汽車生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴大、生產(chǎn)節(jié)拍的不斷提高，為了提高產(chǎn)能，減輕工人的勞動強度，發(fā)動機裝配線的輸送形式隨著裝配線輸送技術的不斷進步，目前都已采用機械化輸送方式。各種非同步輸送、AGV輸送技術的出現(xiàn)應用，既改變了裝配線的輸送效率，又提升了裝配線的裝配功能。
發(fā)動機是汽車的心臟，也是汽車最重要的組成部件，因此對其裝配質(zhì)量要求也最高，發(fā)動機裝配質(zhì)量如何直接決定著汽車的最終質(zhì)量。由于發(fā)動機組成零件較多、裝配精度高、裝配工作量較大，特別是隨著對汽車發(fā)動機排放標準的要求越來越高，發(fā)動機的設計、裝配精度及檢測要求也越來越高。
對于汽車及發(fā)動機的裝配形式，自1913年美國亨利 福特發(fā)明流水線生產(chǎn)方式以來，對批量生產(chǎn)的汽車及發(fā)動機就普遍采用流水線裝配方式。采用流水線裝配，被裝配汽車及發(fā)動機需要隨流水線的作業(yè)方向進行順序輸送，以實現(xiàn)裝配線流水作業(yè)的工藝需求，早期的裝配線輸送形式還是采用簡易支架（小車）以人工輸送為主。隨著汽車生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴大、生產(chǎn)節(jié)拍的不斷提高，為了提高產(chǎn)能，減輕工人的勞動強度，發(fā)動機裝配線的輸送形式隨著裝配線輸送技術的不斷進步，目前都已采用機械化輸送方式。特別是近20多年來國內(nèi)各種非同步輸送、AGV輸送技術的出現(xiàn)應用，既改變了裝配線的輸送效率又提升了裝配線的裝配功能，為發(fā)動機實現(xiàn)在線自動裝配、自動檢測提供了技術支持和裝備保障。
隨著裝配線機械輸送技術的不斷發(fā)展進步，目前可供發(fā)動機裝配線設計選擇的輸送形式也越來越多。如何根據(jù)發(fā)動機的形式、生產(chǎn)批量、物流管理、自動化裝配及檢測等要求，同時考慮裝配線投資、工位操作的接近性、自動裝配檢測的適應性、同步/非同步柔性裝配等因素，選擇合適的裝配線輸送形式一直困擾著發(fā)動機制造企業(yè)。下面結合筆者的工作認識，為大家介紹一下發(fā)動機同步裝配和非同步裝配線的主要輸送形式。
步進式輸送方式
這是典型的同步裝配線的輸送形式，同步裝配要求裝配線上所有工位的裝配節(jié)拍要盡量一致，輸送線的輸送節(jié)拍為線上最慢工位的裝配節(jié)拍，即只有全線所有工位的裝配作業(yè)都完成后，輸送線才能進行輸送。便于實現(xiàn)裝配線的同步輸送，同時裝配線的所有工位間距都要按等距離布置，這樣就可以實現(xiàn)步進式輸送，這類同步輸送的形式有：
1. 抬起平移式步進輸送
發(fā)動機一般由帶支腿的托盤支撐，線上托盤則由沿裝配線等距離（工位距離）布置的軌道支撐，這種輸送形式利用杠桿原理，待線上各工位被裝發(fā)動機作業(yè)都完成后，通過機械裝置先將線上所有發(fā)動機及托盤抬起一定高度，脫離支撐導軌，然后再沿裝配線作業(yè)方向平移一個工位距離，機械裝置再將所有被裝發(fā)動機及托盤放置在軌道上，機械裝置再返回原位，完成一個輸送循環(huán)。這種輸送裝置還需要設置空托盤的返回裝置，因此一般采用雙層結構輸送，上層為裝配輸送，下層為空托盤返回輸送。
一個單獨的抬起步進式輸送形式，一般只能適應30m左右的線體輸送，因此適用于裝配工位比較少的小型發(fā)動機裝配線。對于裝配工位較多的裝配線輸送，需要采用多個抬起步進式輸送形式聯(lián)合完成裝配線的輸送。這種輸送線由于沒有發(fā)動機工位停止器、定位裝置，線體結構比較簡單且造價便宜，但這種裝配線只能滿足發(fā)動機手工裝配作業(yè)。
2. 推（拉）式步進輸送
采用這種輸送形式，被裝發(fā)動機也是由帶支腿托盤支撐，但托盤必須放置在裝配線的滾動軌道或滑道上，線上托盤也是按等距離（工位距離）布置，同時線上托盤可以沿軌道滾動或滑道滑行。其輸送裝置功能也是將裝配線上所有的托盤同時向前推（拉）一個工位距離，與抬起步進式輸送形式不同的是，推（拉）式步進輸送裝置不用將裝配線上所有托盤及發(fā)動機抬起，只是在全線所有發(fā)動機裝配工作完成后，將線上所有托盤平推（拉）一個工位距離。這種輸送裝置可以同時實現(xiàn)數(shù)十米的托盤輸送。
常用的推（拉）式輸送裝置有推桿式、帶鉤形輸送鏈條等。推桿一般采用油缸推動，也可采用鉤形鏈條拉動。與抬起平移式步進輸送線相同，對于直線布置的輸送線還需要設置托盤返回裝置，輸送線一般也是采取雙層結構，上層為裝配作業(yè)輸送，下層為空托盤返回，輸送線兩頭設置托盤舉升裝置。由于沒有在線停止器、定位裝置，因此輸送線造價較低，但不能在線進行自動裝配作業(yè)。
鏈式勻速輸送方式
1. 帶固定支架的板式輸送鏈輸送
圖1 帶固定支架的板式輸送鏈
這種形式的裝配線采用雙鏈條輸送，兩鏈條中間一般采用木板或鋼板聯(lián)接形成板式鏈。中大型發(fā)動機的板式輸送鏈輸送時鏈板一般與裝配線地面平齊，這樣便于裝配線操作者站立移動裝配，最大限度地保證了操作者與裝配發(fā)動機的接近性。同時，在鏈板上固定安裝有發(fā)動機支架，工作時板式輸送鏈一直處于緩慢勻速移動狀態(tài)，發(fā)動機裝配作業(yè)處于邊裝配邊移動中，對于采用擰緊機等進行裝配的設備，需要設計成能夠與裝配線隨行裝配作業(yè)。
為了適應裝配線裝配節(jié)拍的調(diào)整，輸送鏈傳動裝置還應具備調(diào)速功能。在實際應用中，也有一些廠家采用固定裝配作業(yè)，即在全線作業(yè)完成后，啟動板式輸送鏈以比較快速的輸送速度步進一個工位距離，停下再進行裝配作業(yè)。
板式輸送鏈一般采取地上地下循環(huán)布置，這樣地下為板鏈及支架的返回行程。板式輸送鏈的傳動機構一般布置在地面以下，這樣會造成輸送線傳動機構的維護不便。同時，需要較大的地下基礎支持，必須在廠房土建時就預留好板式輸送鏈的基礎。但板式輸送鏈鏈板與地面平齊設計，使得工人行走無障礙，非常便于發(fā)動機的裝配和物流。
受這種帶固定支架的板式輸送鏈支架的限制，帶固定支架的板式輸送鏈一般只適應單一品種發(fā)動機的裝配輸送。由于帶固定支架的板式輸送鏈沒有在線定位裝置，這種輸送線一般用于發(fā)動機的手工裝配作業(yè)。但由于其輸送結構比較簡單，造價也比較便宜。
2. 輸送鏈帶活動支架（小車）
這種鏈條輸送線將發(fā)動機支架與輸送鏈設計成可分離的形式，發(fā)動機支架帶2組以上的滾動輪，可以滾動行走，俗稱小車。同時，沿裝配線輸送方向布置兩條小車軌道，小車由軌道支撐。輸送鏈一般采用地拖鏈拖動，并布置在兩條小車軌道的中間。
裝配線工作中地拖鏈一直以小于10m/min緩慢勻速運行，同時帶動與地拖鏈聯(lián)接的小車運行，但是各工位的操作工人可隨時通過拔插聯(lián)接銷使發(fā)動機小車與輸送鏈脫開或聯(lián)接運行，因此，全線工位的布置可不受等間距限制。裝配工位還可實現(xiàn)一定數(shù)量的小車積放，具有一定的非同步輸送柔性功能。
由于小車為活動式可更換，因此可根據(jù)不同規(guī)格發(fā)動機設計配備不同的小車，特別適于多品種發(fā)動機的裝配輸送。同時，可脫開活動小車也特別方便發(fā)動機裝配中的隨機調(diào)整，如對于裝配中發(fā)現(xiàn)故障的發(fā)動機，可隨時將其支撐小車與輸送鏈脫開，并將小車和發(fā)動機拖至發(fā)動機維修區(qū)域。這種活動小車的負載由地面軌道支撐，可承載大型發(fā)動機的裝配輸送工作。
由于輸送鏈輸送具有造價便宜的特點，加之活動小車可以在工位停止積放具有一定的柔性，特別是發(fā)動機支撐小車可隨發(fā)動機品種進行更換并實現(xiàn)多品種發(fā)動機及混流裝配，且輸送鏈布置在地下，小車軌道也與地面平齊，發(fā)動機裝配作業(yè)的物流和接近性非常好，操作也比較方便，因此應用較多。其缺點是沒有在線定位功能，不能實現(xiàn)自動裝配，同時地拖鏈傳動裝置位于地下會造成維護不便。這種形式的裝配線一般采用地面環(huán)形布置，可以充分利用輸送線的長度，避免配置小車和輸送鏈的返回行程。
非同步輸送方式
非同步輸送即裝配線上發(fā)動機的輸送移動是根據(jù)各裝配工位的作業(yè)情況，隨時放行隨機運行的，從裝配線的宏觀看就是不同步輸送，這樣使得各工位發(fā)動機的裝配和輸送不再同步一致，因此具備了柔性功能。為了提高工位的連續(xù)裝配效率，非同步裝配線的工位間距一般布置的比同步裝配線的工位間距要大，以實現(xiàn)工位發(fā)動機的積放儲備。
非同步裝配線從發(fā)動機的缸體設計、托盤設計、在線定位裝置等環(huán)節(jié)都保證了發(fā)動機的在線定位功能，可以實現(xiàn)發(fā)動機的在線精確定位并保證發(fā)動機的自動裝配、檢測。目前，常用的發(fā)動機裝配線非同步輸送方式主要有以下幾種：
圖2 差速鏈輸送
1. 差速鏈輸送
差速鏈為摩擦傳動鏈條，其鏈條的滾輪為摩擦傳動，同時支撐裝配線的輸送托盤，因滾輪線速度（托盤輸送速度）大于鏈條的速度，故名差速鏈。這種輸送線一般同時采用兩條鏈條進行輸送，發(fā)動機由托盤支撐，托盤放置在鏈條差速鏈上進行輸送。這種輸送線在電視機、電冰箱裝配中應用較多，受差速鏈承載能力的限制，一般只應用于小型發(fā)動機的裝配輸送。
由于差速鏈的摩擦傳動特點，通過在線上設置工位停止器，托盤可以實現(xiàn)隨時停止、隨時放行，實現(xiàn)非同步輸送。通過提高發(fā)動機與托盤的定位精度，并設置工位定位裝置，可以實現(xiàn)發(fā)動機在線自動裝配及檢測等作業(yè)。
2. 摩擦滾杠輸送
這種輸送方式沿裝配線運行方向布置兩條滾杠，發(fā)動機托盤放置在滾杠上，托盤下部設置多組錐形摩擦滾輪分別與兩條滾杠接觸，通過滾杠轉(zhuǎn)動帶動托盤下錐形滾輪使托盤前行。通過工位停止器可以實現(xiàn)發(fā)動機托盤的停止積放，通過工位定位裝置可以實現(xiàn)發(fā)動機在線自動裝配、檢測。這種輸送形式國內(nèi)最初在上海大眾汽車公司發(fā)動機廠開始應用，主要用于轎車這類小型發(fā)動機的裝配輸送。與摩擦滾輪式輸送相比，其特點是造價相對便宜。
3. 摩擦滾輪輸送
摩擦滾輪輸送線設計時，可根據(jù)發(fā)動機及托盤重量選取合適規(guī)格的摩擦滾輪承載輸送，因此可以滿足各種規(guī)格發(fā)動機裝配線輸送的需求。
摩擦滾輪輸送沿發(fā)動機裝配線布置，一般滾輪軸的間距要小于托盤長度的1/3，在每個滾輪傳動軸左右各布置一個摩擦滾輪，發(fā)動機托盤放置在摩擦滾輪上，由摩擦滾輪轉(zhuǎn)動帶托盤及發(fā)動機輸送前行，輸送線一般采用電機減速器通過鏈條或傘齒輪帶動滾輪軸轉(zhuǎn)動。因此，輸送線的造價相對較高。由于摩擦滾輪式輸送線具有較好的非同步輸送可積放、柔性裝配功能，輸送平穩(wěn)等特點，目前在汽車發(fā)動機裝配線中的應用最多。
圖3 東風有限商用車公司發(fā)動機廠摩擦滾輪輸送裝配線
AGV輸送
AGV是自動導引小車（Automated Guided Vehicle）的英文縮寫。AGV自帶電源和驅(qū)動行駛裝置，能夠自行行駛，其上可以負載被裝配發(fā)動機，完成發(fā)動機的輸送工作。
AGV行駛線路不需要預先鋪設軌道等導向裝置，其行駛依靠電磁或光學等非接觸式自動導引裝置，因此，行駛路線的地面非常干凈整潔，便于現(xiàn)場裝配物流及發(fā)動機裝配操作。同時，AGV自備控制系統(tǒng)還具有編程裝置、安全保護裝置以及各種移載功能。不僅如此，AGV還具有行駛檢測功能，在遇見人或障礙物時會停止，具備非同步裝配線需要的積放、在線自動裝配、自動檢測等所有功能，特別是AGV的行駛、轉(zhuǎn)移、停止、定位等工作完全自我控制完成，符合現(xiàn)代汽車裝配智能化、靈捷化的發(fā)展趨勢。此外，AGV還具有通信功能，能夠與上位計算機進行無線通信，多個AGV與上位控制計算機共同組成一個控制系統(tǒng)，簡稱AGVS。上位控制計算機可配以相應的通信模塊與生產(chǎn)線控制系統(tǒng)進行通信連接，實現(xiàn)對發(fā)動機裝配線全方位的控制。
AGV在完成裝配線輸送的同時，還能夠延伸實現(xiàn)發(fā)動機缸體上線和發(fā)動機總成下線的物流輸送。當發(fā)動機缸體加工完成后，即可放置在裝配線AGV上，直接由AGV輸送至發(fā)動機裝配線開始裝配作業(yè)，真正實現(xiàn)精益生產(chǎn)（just in time）。當發(fā)動機裝配完成后，也可以由AGV將裝配好的發(fā)動機直接輸送至發(fā)動機試驗臺或倉庫。因此，AGV輸送已成為現(xiàn)代汽車制造企業(yè)裝配及物流系統(tǒng)中的關鍵設備之一。
