汽车制造|某汽车零部件制造企业

汽车零部件搬运案例:发动机缸体上下料效率提升120%

某汽车零部件制造企业采用凯斯顿硬臂式助力机械手,解决发动机缸体人工搬运效率低、安全隐患大等问题,实现上下料效率提升120%,工伤事故归零。

核心成果

+120%
上下料效率
+27%
设备稼动率
-100%
工伤事故
-50%
操作人员
-75%
加工废品率
工件类型
发动机缸体
工件重量
80-150kg
工件尺寸
500×400×300mm
汽车零部件搬运案例:发动机缸体上下料效率提升120%
实施结果
上下料效率+120%
15件/班33件/班
设备稼动率+27%
65%92%
工伤事故-100%
2次/年0次/年
操作人员-50%
2人/班1人/班
加工废品率-75%
1.2%0.3%
项目详情
项目周期
2023年3月-2023年5月(项目实施周期8周)
设备型号
KASTON-HB-200 硬臂式助力机械手
夹具形式
气动三爪内撑夹具+V型定位块(定制)
安装方式
地面立柱固定,立柱高度3.2m,工作半径4m
作业节拍
45-60秒/件(改造前3-5分钟/件)
工件参数
类型:发动机缸体
重量:80-150kg
尺寸:500×400×300mm
现场限制条件

车间高度4.5m有限,需避开上方行车轨道;机床周围空间紧凑,设备需贴墙安装;地面已铺设电缆沟,立柱基础需加固处理

原工艺详细描述

原工艺:工人使用链条吊具起吊缸体,需2人协作(1人操作吊具、1人扶正),吊运过程中人工扶正定位,放置后需人工校准位置再装夹。存在吊具滑脱风险、人工扶正不稳定、校准耗时长等问题。

改造前流程
人工吊具起吊(2人) → 扶正定位 → 放置工作台 → 解除吊具 → 人工校准 → 装夹固定
总耗时: 3-5分钟/件
改造后流程
机械手自动抓取(1人) → 零重力悬浮移动 → 视觉辅助定位 → 精准放置 → 自动释放
总耗时: 45-60秒/件
选型理由
重量匹配

工件重量80-150kg,超过人体安全搬运极限(25kg),必须采用机械化设备助力。硬臂式助力机械手载重200kg,满足最大工件重量要求,且留有安全余量。

精度要求

缸体装夹要求重复定位精度±0.1mm,人工扶正无法稳定达到。硬臂式助力机械手配合V型定位块,机械结构刚性高,定位精度稳定在±0.05mm范围内,远超精度要求。

环境适配

车间有行车运行,空间受限且需频繁多点位作业。硬臂式结构稳定性好,适合定点操作;地面立柱安装避免与行车干涉;工作半径4m覆盖加工中心周边所有工位。

成本考量

对比方案:行车吊装需人工辅助、投资约30万;悬臂吊投资约15万但承重不足;人工搬运效率低且工伤风险高。硬臂式助力机械手投资约25万,综合效率提升120%,8个月可收回投资,投资回报比最优。

数据口径说明
数据采集:客户生产管理系统MES数据导出,项目实施前后各统计3个月
测量周期:2023年2月-2023年7月(实施前2个月+实施后4个月)
计算依据:效率提升=(改造后产量-改造前产量)/改造前产量×100%;稼动率=实际加工时间/计划加工时间×100%
数据核验:客户生产部、凯斯顿项目经理联合确认
原有方式与痛点
原来怎么搬

人工搬运配合简易吊具,2-3人协作完成发动机缸体的上下料作业。工人使用链条吊具起吊缸体,人工扶正后放置到加工中心工作台。

痛点是什么
效率低下:单次上下料耗时3-5分钟,严重影响设备稼动率
安全隐患:缸体重量大,吊运过程中存在滑落风险,曾多次发生险兆事故
人员依赖:熟练工难招,新员工培训周期长,人员流动影响生产稳定
质量风险:人工扶正定位精度不稳定,偶尔出现装夹偏差导致加工废品
劳动强度大:工人长期从事重体力劳动,腰肌劳损等职业病高发
凯斯顿方案
方案描述

凯斯顿为该企业定制了一套发动机缸体上下料解决方案。采用硬臂式助力机械手,配合专门设计的缸体夹具,实现缸体的自动抓取、升降、旋转和定位。操作员只需轻推操纵手柄,即可完成缸体从料架到加工中心的精准搬运,全程零重力悬浮操作。

使用设备
硬臂式助力机械手(载重200kg)定制缸体专用夹具气动控制系统安全光栅保护系统
方案特点
零重力悬浮:缸体悬浮状态,操作员只需几公斤力即可移动150kg工件
精准定位:重复定位精度±0.1mm,确保装夹一致性
快速换型:夹具快换设计,5分钟内完成不同型号缸体切换
安全保护:配备安全光栅,人员进入作业区域自动停止
节拍优化:单次上下料时间从3-5分钟缩短至1分钟以内

"凯斯顿的助力机械手彻底改变了我们的上下料作业。以前工人抱怨腰疼、胳膊疼,现在轻轻松松就能完成操作。效率提升超出预期,投资回报比预想的还要快。"

张经理|生产部经理
适合哪些类似工况
汽车发动机零部件加工上下料
变速箱壳体搬运和装配
其他重型零部件(50-200kg)的上下料作业
CNC加工中心、数控机床配套使用
需要精准定位的装配工序

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