起重机基于"水蜘蛛"模式的成套化工艺装备研究

宫玉成

（徐工集团徐州重型机械有限公司 江苏徐州 221000）

摘 要：起重机大型结构件的焊接过程和整机装配过程都需要大量物料集成和高效的过程保障。基于"水蜘蛛"模式的成套化工艺装备能够突破传统粗放的工艺装备现状，实现起重机焊接和装配过程优质、高效、低成本的保障效果。文中主要对此类工艺装备的投入目的、系统组成、工作原理、功能实现和效果展示等情况进行了说明和介绍。生产实践表明：该类型工艺装备适应范围广，效率保障大大提高，对起重机智能制造起到积极的支撑作用，可在大型工程机械的焊接和装配过程中推广使用。

关键词：水蜘蛛；成套化；KIT；流动

0前言

伴随着制造国际化的发展趋势，具有本土自主特色的工艺装备正以优秀性能逐步凸显。无论是焊接工厂还是装配工厂，如何能够优质、精准、高效的支撑每一个工位和工作中心的生产是非常重要的。然而，传统的工艺保障装备更多的是以托盘、平台、料架等为代表，不利于物料的拾取和使用，更不利于物料齐套性的预警及质量防护，这种问题亟待改善，而起重機制造过程中基于“水蜘蛛”模式的成套化工艺装备研究将针对性解决了此类问题。

1、投入目的及基本方案介绍

1.1投入目的

（1）传统物料的组织和转运工艺装备存在物料混放问题，作业人员进行有效清点和确认存在难度，同时在生产线工作中心使用物料时存在翻料找料的制约影响效率，同时工件混放影响尺寸参数，有造成质量偏差的风险。

（2）传统工艺装备为固定式为主，并且彼此之间相互独立，每次只能单个进行物料供给，缺乏流动性和连接，物料组织效率较低。

1.2基本方案介绍

该工艺装备主要特征在于：该工艺装备具备轻便的行驶移动性能，一般具有四轮移动系统，前置为万向轮，后置为定向轮，上方为托板和围挡装置，前方配置转向连接机构，后方配置连接底座，而托板上方则采用多样化的成套化配置格栅。根据物料工件的重量、尺寸和质量特性进行ABC分级，不同等级的物料工件配置不同的成套工艺装备。在同一级别的工艺装备集成系统中，具有相同规格的转向连接机构和连接底座，能够保证在串联流转过程中具备相同的转弯半径，达到单次运载效率的倍增。同时根据物料工件应用的工厂属性不同，成套化格栅也对应采用不同材质，一般在焊接工艺性生产单元采用金属格栅居多，在装配生产单元采用线棒格栅居多。这种基于“水蜘蛛”模式下的成套工艺装备推动了起重机制造向全面流动式制造转型。

2、系统组成及工作原理

该工艺装备的基础系统组成（如图1）。图示“水蜘蛛”类型工艺装备主要应用于A类大型重量较大的物料工件，采用模块化的移动工装进行组合而成，载重轮采用真空橡胶材质，能够针对性的承载较大质量，同时适用于工艺性分厂相对粗糙的路面环境，运载过程中最前一个模块工装与小型电动牵引车头连接，然后后一个模块工装的牵引钩挂靠在前一个模块工装的连接座上，保证在90度的转弯半径先顺利通过。同时前后连接机构采用快速装夹式的结构形式，脚踏即开，同时采用中间镂空的轻量化设计，过程运行平稳。

成套化原理及示意（如图2）：根据工作中心的焊接顺序和焊接架位，对每一个工作中心附近的配盘点物料进行组盘组合，按照ABC不同量级的区间进行区分，一般单体轮廓外径尺寸≥120cm，重量≥15KG的物料工件即划分为A类，成套化原则一般采用同种物料倍数组合，格栅设计一般以简单区分物料为主，结构相对简单；一般单体轮廓外径尺寸≤20cm，重量手持无困难的物料工件即划分为C类，介于A类和C类之间物料工件定义为B类。如图示，按照工作中心的物料使用顺序以及拿取便捷性进行成套化组合，一般我们将成套化一个模块称为一个Kit（成套单元），以此将大大提高焊接加工中心的生产效率，降低过程质量损失和风险。

3、工作状态分析及使用效果展示

3.1水蜘蛛工艺装备整体运行系统状态及效果展示（如图3-图5）

4、优点及关键点列举

4.1、水蜘蛛工艺装备使用优点：

（1）水蜘蛛成套化工艺装备实现了10-15组工装模块的串联和组合，单次物料工件的组织效率提高了10余倍，大大提高生产过程运转效率。

（2）该工艺装备突破传统固定式的工艺装备，实现了全部的流动性作业，有效的避免了传统叉车的移动危险隐患，取消了吊装危险工况，安全性能提升显著。

（3）该工艺装备能够针对生产线的工作中心需求实现单元化成套化组盘，能够充分满足线边物料的使用先后顺序和取料便捷性，具有一定的“防错”功能。

（4）该工艺装备优化了转运负荷，改变了传统柴油叉车转运的能耗高、污染大等问题，取而代之采用电动设备进行牵引转运，更加经济和环保。

4.2、水蜘蛛工艺装备使用关键点：

（1）串联型的组合模式依托相同的转弯半径设计思想，要注意效率与转弯安全性的平衡。

（2）高效的流动特性对承载轮具有一定的考验，日常维护检测很重要。

5、结论

基于“水蜘蛛”模式的成套化工艺装备研究，使针对结构焊接生产线和装配生产线效率得到显著的提升，同时有效的降低了过程危险系数，减轻了过程劳动强度，适应能力强，使焊接和装配质量得到有效提升，经济型和环保性显著增强，可在工程机械生产实践中推广使用。