某中型液压挖掘机装配车间工艺设计

张烜，满朝，王烛光，刘伟召，李伟

（中机中联工程有限公司，重庆 400039）

1 引言

挖掘机是工程机械行业的主导产品，被誉为“工程机械之王”，其具有动作灵活、多功能和高效率等特点，并且极受用户的欢迎[1]。中型液压挖掘机作为挖掘机产品的主力机型，被广泛应用于水利工程、交通运输、电力工程和矿山采掘等机械施工中。中型液压挖掘机的发展对工程机械行业起着重要作用[2]。

目前，随着中国经济的不断发展，国内中型挖掘机市场已呈现迅速发展之势，随着“城镇化建设”“国内大循环”“新基建”等国家项目的拉动，中型挖掘机产品有广阔的市场发展前景[3-4]。

2 项目概况

车间面积：35 880 m2。

生产纲领：年产中型液压挖掘机16 500 台（其中，13~36 t级别14 810 台，40~48 t 级别1 690 台）。

3 工作制度与年时基数

装配车间采用大单班工作制，全年工作日300 d，设备年时基数2 880 h，工人年时基数2 730 h。

4 装配车间工艺方案

4.1 车间土建参数

装配车间长276 m（东西向，由13 个12 m 柱距组成），宽120 m（由北至南：1 个18 m 跨、1 个30 m 跨、3 个24 m 跨），起重机轨顶高10 m。车间北侧有10 m 卸货雨棚及与涂装车间通过2 个连廊相连。

本车间每跨行车吨位为20 t+10 t（欧式），其中40~48 t 级别产品装配区采用32 t（欧式）。

根据中型挖掘机的产品及装配工艺特点，本车间主要分为：13~36 t 级别中挖装配线、40~48 t 级别中挖装配区、物流中心、SKD 区、预留区及景观中庭区等。

4.2 车间主要工艺流程

车间主要工艺流程如图1 所示。

图1 车间主要工艺流程

4.3 车间工艺方案说明

1）挖掘机转台、车架、动臂、斗杆等结构件采用重型积放链设备通过空中连廊由涂装车间空中输送至装配车间。根据装配与涂装工段生产班次差别，结构件暂存量按1 个班次生产量考虑（55 台套）。

2）13~36 t 级别中挖车架装配线采用RGV 装配线，混线生产。生产节拍为11.5 min。

车架主要装配工序如图2 所示。

图2 主要装配工序

3）车架履带装配采用履带自动装配系统，主要装配工序如下：1 台套履带送入履带装配工位—铺展履带（卷展履带机）—履带推送入位（含定位）—（下车架RGV 小车送至履带装配工位）—升降机提升（带履带及下车架整体提升）、下车架RGV 小车返回—升降机下降—卷履带（卷展履带机）—（穿梭车将下车架送至合车线）。

4）13~36 t 级别中挖转台装配线采用RGV 装配线，混线生产。生产节拍为11.5 min。

车架主要装配工序如下：（上车架结构件上装配线）—线束—电磁阀安装—回转马达—主阀—发动机—散热器—驾驶室—先导管路及空调管路连接—液压油箱、燃油箱—两箱调整—冷却管路、控制盒—框架—右门板安装—电瓶—左门—顶板安装—电气—机罩—合车转线—送至合车线合车。

对应转台装配线各工位，设置9 条部装线。

5）中挖合车装配线采用双板链线，混线生产。生产节拍为11.5 min。合车线主要装配工序如下：（穿梭车将下车架送至合车线）—合车—合车拧紧—行走管路连接—加油加水/ 涨紧/压轨链—动臂油缸装配。

6）中挖总装工序间移动利用挖掘机自身动力，采用启机行走方式。主要装配工序如下：配重吊装/ 管路连接—配重拧紧—工作装置合装—工作装置硬管装配—挖斗装配—黄油加注—检查、下线—（开至调试车间）。

对应工作装置合装工位，设置1 条工作装置部装线，线体采用RGV 连线。

5 工艺方案特点

为了达到本项目的高要求及大规模的产能建设目标，设计大胆采用了诸如：RGV 装配线、翻转变位机、多轴电动拧紧机、助力机械手、履带自动装配系统、车架合装程控行车、尾气收集系统、自动化立体库、AGV 系统、自动拣选系统等先进设备，大大提升生产率，缩短生产周期。

1）缩短装配节拍：节拍时间由传统装配线的15~20 min/ 台提升为11.5 min/ 台。

2）柔性装配：装配线采用RGV 线，具备混线生产、柔性生产能力，一条线可满足ZE135~ZE360 共8 种型号共线装配的能力。结构件上线前采用重型积放链系统进行空中存储、编组及积放，满足“多品种小批量”柔性生产需求。对于部分不能上线的产品，采用“岛式装配工作台”，实现柔性装配。

3）自动化装配：车架装配线为“黑灯线”，主要零部件（支重轮、托链轮、行走马达、回转支承等）的装配及拧紧都采用机器人完成；车架自动翻转变位；履带自动装配；车架及转台的合装采用程控行车实现自动装配。

4）自动化物流：AGV 系统、自动拣选系统及自动化立体库的应用：在外协外购小件的配送上，通过自动拣选系统和AGV 送料小车的大量使用，实现了零部件配送中的无人化和高自动物流。

自动拣选系统极大地方便了小型零部件的捡配，电子系统自动对每个货架上的物料进行统计，当物料数量低于设定值自动报警，避免了物料短缺现象的发生。同时，该系统既可快速卸货至入库，又自动按照线体不同需求自动分拣每条线需要的物料至AGV 系统接件区，实现了外协外购小件从卸货到装配线边的“无缝连接”。

AGV 驱动物料配送小车实现单台套配送：单台套配送不仅解决了库存严重浪费的现象，而且大大缩短了作业人员拿取物料的时间，从而提高了作业效率。

部分进口外协外购件采用自动化立体库的型式进行存储，实现入库、存储及出库的全自动化。

6 结语

通过对国内某中型液压挖掘机装配车间工艺设计，实现了13~48 t 级别产品的柔性化、自动化装配生产。本设计采用先进的设备、合理完善的工艺流程、科学的规划布置，形成具有先进水平的中型液压挖掘机装配车间。