电子驻车系统(EPB)支架机加工标准化创新工艺

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项目概况

一、立项背景

随着汽车工业的高速发展，我司于2012年开始致力于研发一种新型基于开放架构的集成式电子驻车制动系统（简称EPB）。用电子按钮取代了手拉杆来控制驻车制动钳。因其能提供更稳定的驻车制动表现，更大的驻车力，进而带来更高的安全性。

为此，我们自主开发了“电子驻车系统(EPB)支架机加工标准化创新工艺”，致力攻克了EPB支架生产成本高、效率低下的难关，将智能化和数字化融入机加工生产过程，制订了详细的技术标准并通过长期实践验证，发挥其强大的生产能力。目前该成果已成功应用于大众MQB平台上，同时作为EPB支架机加工标准生产工艺进入德国大陆Continental标准工艺体系，并已广泛推广及应用于全球工厂实际生产制造中。

二、内涵和主要做法

该工艺作为针对中高批量的机加工生产，在加工效率、产出、质量和人工成本方面完全体现了精益制造要求。整个工艺包括：1台双溜板立式拉床（OP10）和2台四工位专机（OP20）及4台6自由度工业机器人、物流系统、在线检测系统等组成。

工艺标准：（如图1所示）

(1) OP10（双溜板拉床）：运用“Tango”标准加工模式拉削摩擦片滑槽；

(2) OP20（四工位专机）：加工安装孔（面）和导向销孔（面）；

(3) 机器人、物流系统等构成自动化生产环境；

(4) 在线检测系统的应用并进行辅助功能扩展。

图1 EPB支架机加工艺布局示意图

工艺流程：（如图2所示）

简化和制订新的加工工艺标准，同时运用机器人自动化将其上下工序自动衔接，无需人工参与，消除中间物流库存。整个工艺流程从毛坯上料---OP10加工---OP20加工---成品下料，简洁明了。

图2 EPB支架机加工艺三维模拟流程图

三、工作原理和关键核心技术

1.双溜板立式拉床（发明专利ZL200810041061.7），如图3所示，作为OP10工序，具有中央旋转工作台配置4个工位夹具体以360°旋转配合粗、精拉削，以及正负90°”Tango”式旋转配合粗精一体式拉削两种加工模式，每个循环同时完成两个工件。

2.研制开发四工位专机作为OP20工序（实用新型专利ZL201621246956.0），如图4所示。包括一个四工位回转台，回转台每一工位均分布双工位夹具，共布置三个加工工作位，每组加工工作位上包含三进给轴，在每工作位的Y向滑台上安装4主轴，有效整合各加工工序时间，实现24秒2件，与OP10拉床产能相匹配。

3. 智能化、数字化的扩展应用

(1)运用4台6自由度机器人衔接整个工艺流程。整个工艺流程只需一名操作工负责上下料，中间流程全部由机器人自动完成。如过程发生异常报警，启动清空程序，机器人会自动将不合格疑似件从废料传输带中输出。

(2)接触式传感器在线检测与视像检测应用技术（实用新型专利ZL201721042147.2）

例如拉床OP10工序加工后槽形的喇叭口、四工位专机OP20加工后的安装孔孔距检测及螺纹检测，还包括物流系统上料处采用视觉传感器的混料检测，所有的在线检测实时监控生产线加工情况，并进行实时数字化反馈，数控系统实时补偿。

四、精益创新点

1. 提升设备自动化能力，改变生产加工工艺标准。从每循环可加工一种产品，转变为采用正负90°”Tango”式旋转配合粗精一体式拉削，每循环可同时完成两种产品。

2. 优化精益设计布局，采用集成式岛区作业管理方式。由原来的六台独立STAMA 526加工中心OP20转变为一台新研发的四工位专机。

3. 保证产品先进先出原则，实施一物流生产作业方式。采用可调节式传输物流系统传送加工工件，并运用机器人完成抓料/上料/下料工作（珩架式机器人抓取料件并进行姿态转换、6自由度机器人完成机床柔性上下料），取消工序间的在制品库存。

4. 平衡生产线节拍，缩短拉床与加工中心之间的节拍。两道序之间单台设备节拍差异从0.59分钟/件缩短至0.05分钟/件，总加工节拍从0.7分钟/件提升至0.11分钟/件。

5. 运用防错技术，实施过程异常监控和预防。如：在线检测刀具情况，自动报警异常状态(磨损/断刀)；在线防错设备（视觉/机械装置）对原材料、成品进行混料防错检测；采用接触式传感器与视觉检测技术对加工零件尺寸进行在线测量等。

五、成果取得的效益和效果

在年产量280万件基础上，投资回报率在2年左右。下表为与传统工艺对比数据：

传统工艺