宝石加工自动圈面砂机的研制QCC案例.ppt

宝石加工自动圈面砂机的研制 广西华盛集团金港建材有限责任公司 奋进QC小组 2011年5月6日,一、小组介绍,（一）、小组概况 小组名称：广西华盛集团金港建材有限责任公司奋进QC小组 组长：周洪高 成立时间：2009年9月30日 历史成绩：2010年获区优秀质量管理小组荣誉称号；2009-2010年课题宝石加工半自动压砂机的研制获广西华盛集团公司QC成果发表三等奖。 本次活动时间：2010年6月6日2011年01月14日 活动次数：53次 课题类型：创新型,（二）、小组成员情况：,二、选择课题,（一）、问题的提出 随着我公司宝石加工项目自动化水平的不断提高，特别是在和宝源QC小组的共同努力下，在粘石器的基础上攻克了翻石大关，把传统的压手改良成新型U形压手。这些技术革新的成功，更突出圈面砂工序存在的问题，合格率不高，个人单位时间的产量不高，要满足压面、抛光工序的生产需要，必须增加该工序的操作工，但是增加这道工序的操作工就意味着要减少其他工序的人员。因此，圈面砂工序就成了制约宝石加工项目发展的瓶颈。针对这一问题,小组开展QC活动。 （二）小组对圈面砂工序产量低的原因进行分析：现有圈面砂的设备全部是手工操作，技术落后，人均产量不高。要满足宝石加工生产需要，圈面砂工序使用的操作工必须达到13人以上。现有圈面砂方法演示如下：,现有圈面砂方法演示,圈面砂后 石坯纵切 面,圈面砂前 石坯纵切 面,二、选择课题,（三）、圈面砂工序调查分析 小组对二车间圈面砂工序的生产情况作调查如下：,二、选择课题,由上表可看出： 1、圈面砂工序用工13人，平均每日总产量只有8.443万粒/日，人均只有6460粒/日，离公司下达给该车间的生产目标11万粒相距甚远。要完成生产目标，要增加操作工到18人。 2、平均合格率为89.6%，离质量控制合格率95%以上的要求差距较大。 （四）小组运用“头脑风暴法” 就解决圈面砂工序 产量低质量差的问题提出了三种设想： 1、增加圈面砂操作工，从现有的13人增加到18人。 2、改进手控自转圈面砂机。 3、研制自动圈面砂机。,二、选择课题,小组就提出的设想，分析、评估、选定如下表：,二、选择课题,提高车间产量和质量,研制自动圈面砂机,改装手控自转圈面砂机,增加操作工,整理成树状图，如图：,（五）、确定课题 依据以上评估分析，小组确定的课题为：,二、选择课题,三、设定目标 设定课题目标是：研制自动圈面砂机，使圈面砂工序产量从活动前的8.443万粒提高到12万粒,合格率从89.6%达到95% 。目标柱形图如下：,产量: 粒,质量: %,四、提出方案和确定最佳方案,小组成员6月3日到6月9日在宝石之都梧州进行市场考察并通过网上查询、向同行咨询、市场调查等方法了解，没有发现有生产、销售类似的自动圈面砂机，也没有可借鉴的产品。 （一）、小组为研制宝石加工自动圈面砂机，采用“头脑风暴法”提出各种方案，并用亲和图归纳整理如下：,自动圈面砂机的结构,激光扫描式 激光扫描传送系统 设计要求精度高 需要专业厂家生产,电控感应式 电波感应传送系统 固定圈砂深度 转轴自动起降设备,轮转式 用转轮作为传送系统 普通电机做动力 机械摩擦力做自转动力 质量力学原理控制,电控感应式 电波感应传送系统 固定圈砂深度 转轴自动起降设备,轮转式 用转轮作为传送系统 普通电机做动力 机械摩擦力做自转动力 质量力学原理控制,（二）、小组成员对三个可供选择的方案进行了分析评估、对比，并选定了最佳方案。,小组成员一致认为：轮转式自动圈面砂机有优势，确定为选定方案。,1、根据确定的方案画出圈砂机结构示意图,传送轮,电机,进 槽,出槽,轴承,轴承,轴承,电机,铁棍,轴承,轴承,轴承,轴承,轴承,轴承,轴承,轴承,轴承,（三）、小组成员就选定的自动圈面砂机的研制方案，再次运用“头脑风暴法”提出结构分解方案，并进行了评价选择：,四、提出方案和确定最佳方案,2、制定流程图并进行分析选择 根据示意图，小组成员制定了圈面砂机研制流程图，从各个环节进行各种方案的分析和选择。,制作传送轮,轴承的选择,轴承、传送 轮的连接,传送轮电机 的选择,砂盘的选择,通过自转动力 源制作,铁棍推力源 的制作,自转动力电机 皮带轮的大小 测算,进槽出槽安 装角度选择,安装测试,四、提出方案和确定最佳方案,3、传送轮的选择 传送轮是圈面砂机的主要运转系统，负责传送铁棍到砂盘去打磨，要求圆整度要好，否则圈砂会边高边低。我们小组成员经过讨论，提出以下方案：,传 送 轮 的 制 作,委托专业厂研制,利用其他机械的齿轮改装,自制钢板轮,四、提出方案和确定最佳方案,小组对提出的方案进行分析、评估，并确定最佳方案。,4、轴承的选择 轴承的作用主要是利用量个轴承的夹角运送铁棍到砂盘位置，和皮带摩擦产生转动，因此，每个夹角位置只能放一根铁棍。如图示。（铁棍直径r=0.6厘米）我们队机种情况进行分析：,轴承,轴承,经分析，我们决定用方案2范围内的轴承，经比对选用外径1.8厘米的轴承。,四、提出方案和确定最佳方案,轴承,轴承,轴承,轴承,轴承,轴承,轴承,轴承,5、转轮和轴承的连接方案选择 为了把轴承固定在转轮上，我们准备了不同的方案，并用PDPC法进行连接试验。,转轮与 轴承的 连接,转轮与 轴杆的 连接,连接 成功,电焊固 定,轴杆与 轴承的 连接,在转轮 上确定 位置,电焊焊 接,测试 稳定性,连接 失败,在确定 位置打 孔,用螺杆 做轴,螺母拧 紧固定,A0,A1,A2,A3,A4,A5,C1,A6,Y,B1,B2,B3,我们决定用A0、A1、A2、B1、B2、B3、A5、C1、Y的方案。,四、提出方案和确定最佳方案,6、传送轮动力电机的选择 传送轮的快慢关系圈面砂机目标任务能否实现，因此在小组它的动力电机时，我们把市场上常见的电机进行比对分析：,经以上分析比对，我们决定采用24V180转/分的直流电机作为传送轮的动力电机。,时间：2010.07.25 地点：监区第二车间 责任人：郑锦全、谭正立,四、提出方案和确定最佳方案,时间：2010.07.25 地点：监区第二车间 责任人：郑锦全、谭正立,7、进出槽角度选择 出于节约成本，简易、便于操作的原则，我们决定利用重力作用在斜坡产生的力作为铁棍向前的动力。对坡度的选择我们也从几个方案进行分析。,时间：2010.8.04 地点：监区第二车间 责任人：刘海林 经分析我们决定把进出槽坡度定为水平面30。,四、提出方案和确定最佳方案,8、砂盘的选择 小组对宝石加工中经常使用的几个规格的砂盘进行试验对比如下：（加工1000粒）,时间：2011.08.14 地点：监区车间 责任人：周洪高、周祖标,因此，我们决定用600#的砂盘。,四、提出方案和确定最佳方案,9、铁棍自转动力源的选择方案 铁棍的转动对圈面砂质量好坏至关重要，小组成员经过讨论，决定用皮带和铁棍的摩擦力使铁棍转动，为了防止皮带用久会松，小组成员还做了一个可控制皮带松紧的调节器。简易图如下：,轴承,轴承,传送轮,电机皮 带轮,皮带轮,目标： 摩擦力够 转速快、匀,四、提出方案和确定最佳方案,10、铁棍自转动力电机皮带轮大小测算 按投资方的质量要求，我们小组成员对圈面砂过程中要加多大的力，和铁棍转几圈进行了试验，结论是：用力大于1.5牛顿（1牛顿约等于0.1KG）时，圈砂容易造成爆石，小于0.5牛顿时用时太久。我们取一个中间值1牛顿的力再进行试验。结论是：铁棍转数少于3圈时圈砂不到位，台面过大。圈数多过5圈时，吃得过深，台面太小。因此，我们确认在1牛顿的作用力下，铁棍转4圈是一个理想值。在这个数值的基础上我们队皮带轮的大小进行测算： 传送轮周长=2X3.14X0.15=0.942米 铁棍速度=0.942 X6/分=0.0942米/秒 设定铁棍过砂盘的行程为3厘米 铁棍过砂盘的时间=0.03/0.0942=0.32秒 铁棍的周长=2X3.14X0.003=0.02826米X4圈=0.113米 皮带的速度=0.113/0.32=0.35325米/秒 电机180转/分=3转/秒 皮带轮周长=0.353/3=0.12米 轮半径=0.12/3.14/2=0.019米 经测算：铁棍动力电机皮带轮大小应为半径2厘米,四、提出方案和确定最佳方案,11、铁棍推力源的选择方案 为了达到控制推力和铁棍在砂盘上的行程，小组成员讨论后决定自己制作一个简易的推力器，草图如下：,砂 盘,3厘米,1牛顿,固定螺栓,目标： 推力稳定,四、提出方案和确定最佳方案,（四）确定最佳方案 经过以上几方面的实验分析，我们确定了最佳方案：,半 自 动 圈 面 砂 机 的 研 制,转 轮 式 半 自 动 圈 面 砂 机,传送轮的制作,轴承的选择,轴承、传送轮连接,传送轮电机选择,进出槽角度选择,砂盘的选择,铁棍自转动力源,电机皮带轮大小测算,铁棍推力源制作,自制钢板轮,钻孔，螺母固定,直流24V180/分,水平正负30角,600#砂盘,电机皮带的摩擦力,轮半径为2厘米,弹簧铁片,外径1.8厘米轴承,四、提出方案和确定最佳方案,五、制定对策表,根据已确定的最佳方案，小组制定了对策表,六、对策实施,实施1： 小组根据既定的最佳方案， 绘制设计图纸如下，并报公司批准。,六、对策实施,根据对策表，小组进行分步实施 实施2、,实施效果： 圆整度好，便于打孔安装轴承的轴。,实施3,实施效果： 轴承可自由转动，方便更换。,六、对策实施,实施4：,实施效果： 铁棍在皮带的摩擦力作用下快速均匀转动。,六、对策实施,实施5,实施效果： 推力源稳定，铁棍的长度和石坯高度的差异在0.10.3MM之间，对压簧的弹力影响可忽略不计。,六、对策实施,实施6 按图纸要求进行安装。,交流电机 砂盘 轴承螺栓 自制钢板轮 压簧 铁片 电机皮带,直流电机 皮带轮,安装成功啦！,电焊机 常用工具,六、对策实施,实施7 组装成功后，小组于2010年11月30日在车间进行圈面砂试验，经过调试，终于产出合格产品，宣告着宝石加工自动圈面砂机研制成功，可以投入试产。,圈面砂 试验成功！,六、对策实施,七、效果检查,(一）目标检查 1、产量检查 圈面砂机研制完成后，于2010.12.13日投入使用，我们对12月13.14.16.17 四天的圈面砂产量进行统计，分别为124800粒、126200粒、123150粒、131430粒。平均产量为126395粒/日。 活动目标检查效果图：,超过 目标值啦！,七、效果检查,2、质量检查 我们对这四天的圈面砂合格率进行统计，分别为：98.9%、99.2%、99.5%、98.9%，平均99.125%，效果图如下：,赶超目标值啦！,2、质量检查 我们对这四天的圈面砂合格率进行统计，分别为：98.9%、99.2%、99.5%、98.9%，平均99.125%，效果图如下：,七、效果检查,（二）效益分析 1、经济效益 圈面砂机的研制成功，使这道工序在用人上大大的节约了，圈面砂机投入使用前用操作工13名，现在圈面砂机只要2人操作就可完成，节省了11名操作工。这些操作工可以补充到其他岗位去，促进了其他工序生产效能的提高。 按2010年车间人均产值8520元计算，则节约用工可实现的产值为： 11 人X8520元 =93720（元） 圈面砂工序加工单价为0.005元/粒，按圈面砂工序日增产量12.62-8.4=4.22万粒计算，则车间年增产值为： 4.22万粒/日X0.005元/粒X每年52个星期X每个星期生产5天=54860元 预计我们能为公司每年实现效益为： 93720+54860=148580元,2、无形效益 （1）圈面砂质量得到有效改善，提高了客户满意度，增强了竞争力。 （2）返工率下降，劳动效率提高。 （三）巩固期效果检查 圈面砂机经过一段时间运转磨合后，小组于2011年1月8、9、11、12、13日进行了巩固期的效果检查。,七、效果检查,由此可见，我们研制的圈面砂机性能稳定，在生产流程中发挥重大作用。,八、标准化,1、把自动圈面砂机的设计图纸、资料、影像以及各种活动记录 归档，纳入公司技术革新方面的标准化管理。 2、制定自动圈面砂机的安全操作规程。 3、制定自动圈面砂机操作工的岗位职责。 4、在金港公司其他宝石车间推广使用。 5、效果跟踪调查：虽然小组本次活动已结束，小组目标已经实现，但我们仍然关注成果在生产中发挥作用情况，并于2011年3月对X车间圈面砂工序生产情况跟踪调查。,从以上表中可以看到，自动圈面砂机仍然保持在平稳状态下，进一步验证了小组本次活动的成功，其做法和经验为下一步展开类似活动