淺談工位器具的合理性設(shè)計(jì)與使用

馬璇華

摘 要：工位器具是工作崗位上能用的器具的統(tǒng)稱，可以提高產(chǎn)品質(zhì)量，改善現(xiàn)場(chǎng)管理，在機(jī)械加工和裝配車間里有著廣泛的應(yīng)用。筆者在工作實(shí)踐中，結(jié)合工位器具的功能、類型總結(jié)了幾點(diǎn)工位器具的合理性設(shè)計(jì)方法與使用規(guī)范。

關(guān)鍵詞：工位器具；合理性設(shè)計(jì)；使用；管理

1 關(guān)于工位器具

1.1 工位器具的定義和用途

工位器具屬于生產(chǎn)工藝裝備范疇。在GB/T4863-1985《機(jī)械制造工藝基本術(shù)語(yǔ)》中，工位器具定義為：“在工作地或倉(cāng)庫(kù)中用以存放生產(chǎn)對(duì)象或工具用的各種裝置?！睆亩x可以知道，在生產(chǎn)過程中，工位器具不僅用于存儲(chǔ)毛坯、半成品、成品及各種分總成，還用于存儲(chǔ)各種工具等。在實(shí)際生產(chǎn)中，工位器具除了用于存儲(chǔ)，還用于運(yùn)輸，相應(yīng)的使用地點(diǎn)也不僅是作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)和倉(cāng)庫(kù)。

1.2 工位器具的功能和分類

工位器具包括料箱（周轉(zhuǎn)箱、物料籃、鐵箱）、托盤、料架、襯格、平板推車等。其主要功能為：符合裝配工藝要求，節(jié)約工位面積，無包裝廢棄物，有利于現(xiàn)場(chǎng)定置定位管理；裝卸搬運(yùn)效率高，取放操作靈活；產(chǎn)品質(zhì)量防護(hù)，防止產(chǎn)品裝卸搬運(yùn)過程中磕碰、劃傷，同時(shí)也可以防塵、防銹等。

工位器具主要分為托盤類、箱類、容器類、柜類、架類、工作臺(tái)、車類等。

2 工位器具的設(shè)計(jì)和制造

工位器具的設(shè)計(jì)沒有現(xiàn)成的標(biāo)準(zhǔn)參照，只能依據(jù)工藝裝備的一般設(shè)計(jì)原則，并結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行滿足生產(chǎn)需要，方便員工操作的設(shè)計(jì)。

工位器具的一般原則：

第一，工位器具的構(gòu)造應(yīng)首先考慮零件的尺寸、重量、形狀和防銹蝕、防磕碰的要求，使所存放的零件保證表面質(zhì)量的完好性。

第二，工位器具要方便零件的儲(chǔ)存、倒運(yùn)和存取，使操作者拿取零件省時(shí)、省力。

第三，工位器具的整體結(jié)構(gòu)要緊湊，盡量做到占地面積小。

第四，存儲(chǔ)零件用的工位器具應(yīng)考慮高架和多層存放，對(duì)于其他情況能堆垛的也要堆垛，高度空間上充分利用。

第五，單個(gè)工位器具內(nèi)存放零件的數(shù)量，要和確定的工序生產(chǎn)節(jié)拍相對(duì)應(yīng)，便于配送。

第六，工位器具的結(jié)構(gòu)應(yīng)該方便存放物品的計(jì)數(shù)，使操作者可以做到過目知數(shù)。

除考慮以上設(shè)計(jì)的基本原則外，在設(shè)計(jì)過程中還應(yīng)該盡可能的考慮單一器具的通用性，設(shè)計(jì)出適合產(chǎn)品形狀和質(zhì)量保證的通用型工位器具。對(duì)于一條流水線或者一個(gè)車間的工位器具，類型應(yīng)該盡量少，外形尺寸特別是寬度尺寸應(yīng)盡可能保持一致，這樣既美觀又便于車間的定置管理，相類似的零件盡可能設(shè)計(jì)成相同外部尺寸規(guī)格的工位器具，便于堆垛，碼放及返空，實(shí)現(xiàn)單一器具的有效利用，降低工位器具的制作成本，便于現(xiàn)場(chǎng)管理。在考慮設(shè)計(jì)器具通用性的同時(shí)也要考慮設(shè)計(jì)制作專用器具，滿足特殊形狀或表面質(zhì)量特殊要求工件的需要。

工位器具設(shè)計(jì)要點(diǎn)：

第一，合理選擇材料：對(duì)于箱類、容器類等，可選用合適強(qiáng)度的鋼板焊接而成，也可以選用高強(qiáng)度的塑料材料壓塑而成；對(duì)于架類等其他工位器具，其承重框架結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能選用型鋼，尤其以角鋼、方鋼等成型鋼材最為常見，因?yàn)樾弯摰目箯?，抗扭性能好，其支撐面又可覆以其他材料的以滿足器具設(shè)計(jì)的具體要求。

第二，要有一定的強(qiáng)度和剛度：工位器具在裝卸零件時(shí)會(huì)受到一定程度豎直方向的沖擊，在叉運(yùn)或運(yùn)輸過程中受到一定的顛簸及水平方向上的沖擊，有的工位器具需要經(jīng)常起吊，這就要求工位器具要有一定的強(qiáng)度和剛度，確保工位器具在使用過程中能保證框架的穩(wěn)定及承載力；部分器具或具有輪子結(jié)構(gòu)，更應(yīng)注意輪子與器具整體框架的鏈接位的牢固性。

第三，考慮對(duì)零件的防護(hù)：對(duì)于已噴面漆的零件及外表面是配合面或表面處理過的精度較高的零件，如各種機(jī)械裝配中使用的軸承，要求將零件彼此隔開，支撐面及間隔面覆蓋以柔性吸油物質(zhì)，如橡膠皮、塑料管、尼龍塊、泡面板或者海綿等，避免軸承的磕碰或劃傷，并保證軸承自帶的防護(hù)油不過度流失。

3 工位器具的使用和管理

在一些生產(chǎn)單位中，工位器具經(jīng)過幾次周轉(zhuǎn)后就不知所蹤，或者損壞報(bào)廢較快。為了避免丟失、損毀，提高工位器具使用效率和使用壽命，還必須對(duì)工位器具的現(xiàn)場(chǎng)使用、轉(zhuǎn)運(yùn)、返空及存儲(chǔ)進(jìn)行有效的管理。

3.1 工位器具的標(biāo)準(zhǔn)化

（1）工位器具的編號(hào)。為方便識(shí)別存放的零件及工位器具的使用管理，應(yīng)當(dāng)對(duì)工位器具進(jìn)行編號(hào)，并在工位器具外表明顯位置處噴印上器具編號(hào)。編號(hào)的顏色與工位器具顏色對(duì)比要明顯。工位器具的編號(hào)可以分段用字母標(biāo)明廠家代碼及器具的類型、分類、材質(zhì)等加以圖紙序號(hào)及器具流水號(hào)；對(duì)于專用性很強(qiáng)的器具可直接用零件代號(hào)。

（2）工位器具顏色。為了便于工位器具的現(xiàn)場(chǎng)直觀的管理及改善，工位器具的顏色要進(jìn)行整體定制。特殊產(chǎn)品系列的零件的工位器具可以采用同一種特殊的顏色，如軍品件或?qū)嶒?yàn)件等專用器具，其余器具可根據(jù)使用點(diǎn)不同進(jìn)行定制，如不同的使用車間之間選用特定顏色。如果擁有多個(gè)供應(yīng)商或采用第三方物流的采用第三方物流或有多個(gè)供方的，不同供應(yīng)商和三方物流的工位器具顏色應(yīng)該有所不同，且不與本企業(yè)器具顏色相同，方便區(qū)別。

3.2 工位器具的使用和回收

在使用工位器具前，應(yīng)該檢查器具是否完好、清潔。所放零件要與器具編號(hào)對(duì)應(yīng)，做到專架專用。如果錯(cuò)放，可能導(dǎo)致零件的損壞或影響工位器具的使用壽命。另外，盛放零件的數(shù)量必須按照設(shè)計(jì)的容量存放，不可強(qiáng)行增加，否則會(huì)使工位器具應(yīng)超負(fù)荷裝載導(dǎo)致變形導(dǎo)致安全事故或影響零件運(yùn)輸質(zhì)量。裝載活動(dòng)零件的工位器具在裝入零件后必須將零件固定完善后才可進(jìn)行移動(dòng)或起吊等作業(yè)。進(jìn)行起吊作業(yè)時(shí)，必須鉤吊吊耳或規(guī)定的相應(yīng)部位，以免造成傾斜、變形或零件滑落等情況。

工位器具在現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)需要指定流轉(zhuǎn)地點(diǎn)和責(zé)任人。器具隨零件移動(dòng)到需求工序后需要將工位器具轉(zhuǎn)運(yùn)到最初工序以保證循環(huán)使用。所以，工位器具里的工件使用完畢，應(yīng)放到指定的位置，方便再次使用和回收。

3.3 工位器具的養(yǎng)護(hù)及維修

工位器具上的油污或雜物可能會(huì)影響到所放零件的表面質(zhì)量，影響總成裝配質(zhì)量和零件外觀質(zhì)量。因此，日常使用中就要根據(jù)器具使用頻率或是所放零件的表面質(zhì)量的要求，對(duì)不同的器具的進(jìn)行定期的清洗，防止污染了的工位器具影響了零件的表面質(zhì)量。

3.4 將工位器具納入到工藝檢查

為了更加合理有效使用工位器具及管理，對(duì)具體生產(chǎn)車間進(jìn)行工藝紀(jì)律檢查時(shí)，將工位器具的使用和管理納入工藝紀(jì)律的檢查范圍，對(duì)責(zé)任單位進(jìn)行考評(píng)。具體可以就以下這些項(xiàng)目進(jìn)行檢查：

（1）工位器具清潔度檢查，例如器具上是否有灰塵、油污、垃圾等；

（2）工位器具上存放的具體零件與工位器具規(guī)定存放的零件是否一致；

（3）現(xiàn)場(chǎng)使用的工位器具損壞了是否及時(shí)報(bào)修或更新；

（4）工位器具上存放的零件數(shù)與工位器具設(shè)計(jì)存放零件數(shù)是否相符；

（5）工位器具上存放的零件是否按存放要求擺放，是否滿足器具對(duì)零件的保護(hù)；

（6）空閑的工位器具是否放到指定的返空區(qū)域，是否進(jìn)行定置管理。

要對(duì)不符合要求的項(xiàng)目要求立即整改，并作為對(duì)生茶車間的綜合考核依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 聞邦椿.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.

[2] 王鳳平.機(jī)械制造工藝學(xué)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.

[3] 王光斗.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2000.