自动化焊接机器人生产线优化研究

论文摘要

焊接工艺是现代机械制造技术中一种必要的工艺方法,在汽车及零部件制造领域有着广泛的应用。自动化机器人焊接生产线具有生产效率高,产品一致性好,生产线故障率低等典型优点,为满足市场对汽车产品的低排放,低油耗和低噪音要求提供可靠的技术保障。但另一方面,机器人焊接生产线投资较高,在对焊接目标零件的搭接尺寸,产品一致性等方面也较人工焊接的要求更高。因此,使用自动化焊接机器人的生产单元都希望能够充分利用机器人生产产能,提高生产线效率,同时通过全面的质量管理手段来保证焊接目标零件的一致性以降低生产过程的返工率和报废率。本文针对自动化焊接机器人生产线产能提升,生产线平衡及焊接质量问题,运用工业工程思想和理论,通过生产线平衡分析,PFMEA,工序能力分析等工艺和质量工具,对汽车尾气净化器前段自动化焊接机器人生产线展开了优化研究。本文首先对机器人焊接生产线的焊接参数及工艺流程进行描述和分析,找到人,机,料,法,环等各个要素在生产过程中的实际状态,以及对产品质量和生产效率的影响和相互关系。再根据上述分析,提出相应的改进方案。随后,通过对供应商零件的质量研究和焊接生产线的使用反馈为输入,改进了供应商的生产工艺和方法,提出供应商方面的改进方案。最终,以降低成本和提升生产效率为目标,结合IE理论,质量管理方法,通过对比试验验证找到生产效率和质量要求的平衡点,以生产单元的改进成本和收益为标准,确定并实施最终的改进方案。通过本次改进活动,再增加少量投资的情况下,优化方案使生产线平衡率10%,产品生产成本降低10.6%,生产效率增加30%,在不增加新设备的条件下完成了生产线产能的提升,实现了产品质量、生产效率和技术投资三个方面的平衡,将生产利益最大化。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景及意义
• 1.1.1 后经济危机时期汽车及零部件行业概况
• 1.1.2 课题的意义
• 1.2 国内外研究现状分析
• 1.2.1 汽车尾气净化系统的发展与现状
• 1.2.2 焊接机器人在汽车尾气净化器生产中的应用
• 1.2.3 关于本文所用的IE 方法和工具的国内外研究现状
• 1.3 汽车尾气净化器主要生产要求及技术路线
• 1.4 本文主要研究对象及章节安排
• 第二章 自动化焊接机器人生产线改进优化的方法与工具
• 2.1 潜在失效模式分析
• 2.2 工序能力分析
• 2.2.1 工序能力指数
• 2.2.2 工序能力分析的意义
• 2.3 生产线平衡理论
• 第三章 汽车尾气净化器前段生产线状态及改进方案
• 3.1 汽车尾气净化器前段产品及生产线状态
• 3.1.1 汽车尾气净化器产品设计要求
• 3.1.2 汽车尾气净化器前段过程流程图及生产线布置
• 3.1.3 净化器前段焊接设计的工艺参数及生产节拍计算
• 3.1.4 净化器前段焊接质量状态描述
• 3.1.5 当前生产状态下汽车尾气净化器前段的成本构成及解析
• 3.2 汽车尾气净化器前段生产工艺分析
• 3.2.1 汽车尾气净化器前段生产线操作节拍实测及统计
• 3.2.2 现有生产线操作节拍甘特图及瓶颈节拍分析
• 3.2.3 现有生产工艺PFMEA 分析
• 3.3 汽车尾气净化器前段生产线产品质量状态分析
• 3.3.1 生产过程质量状态描述及分析
• 3.3.2 最终产品的质量状态统计
• 3.4 汽车尾气净化器前段生产线工艺过程及质量、成本优化方案
• 3.4.1 现有生产工艺线的优化平衡方案
• 3.4.2 焊接质量的改进及成本分析
• 3.5 对汽车尾气净化器前段生产和质量改进方案的总结
• 第四章 现有零部件状态的分析与改进
• 4.1 现有零部件状态描述
• 4.1.1 关键零部件的生产工艺描述
• 4.1.2 关键零部件的质量问题描述
• 4.2 关键零部件的工艺及质量改进方案和成本分析
• 4.2.1 关键零部件的工艺及质量改进方案
• 4.2.2 改进方案的成本分析
• 第五章 生产线优化方案的确定实施与效果分析
• 5.1 生产线优化方案的选择与确定
• 5.2 生产线优化方案实施与效果验证
• 5.2.1 平衡后的工艺参数及生产节拍分析
• 5.2.2 生产线优化平衡后的质量状态分析
• 5.2.3 工艺优化结果财务成本分析
• 第六章 总结与展望
• 6.1 本文总结
• 6.2 不足与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的论文