文/徐學(xué)利，李艷秋，張平，谷麥穗·遼寧五一八內(nèi)燃機(jī)配件有限公司

大型熱模鍛壓力機(jī)自動(dòng)化生產(chǎn)線的聯(lián)線及工作模式

文/徐學(xué)利，李艷秋，張平，谷麥穗·遼寧五一八內(nèi)燃機(jī)配件有限公司

隨著中國汽車及造船等行業(yè)的快速發(fā)展，對相關(guān)零部件的質(zhì)量要求也越來越高。這樣就促進(jìn)了汽車及造船業(yè)零部件制造企業(yè)技術(shù)上的進(jìn)步以及裝備上的改進(jìn)，從鍛造開始的各個(gè)工序的裝備都向世界一流企業(yè)的方向邁進(jìn)，其中熱模鍛壓力機(jī)在鍛造領(lǐng)域的先進(jìn)優(yōu)勢非常明顯，它具有成形快、模具利用率高，以及節(jié)約材料等優(yōu)勢。近些年，國內(nèi)多家企業(yè)從國外購入了多臺熱模鍛壓力機(jī)，遼寧五一八內(nèi)燃機(jī)配件有限公司（下文簡稱五一八公司）就是其中的一家。五一八公司于2009年從俄羅斯TMP公司成功地引進(jìn)了一臺8000t熱模鍛壓力機(jī)用于鍛壓曲軸、連桿等零部件，又從國內(nèi)相關(guān)專業(yè)廠家購入了感應(yīng)加熱裝置、輥鍛機(jī)、機(jī)器人及非標(biāo)機(jī)械手、切邊機(jī)、扭拐機(jī)、精整機(jī)等設(shè)備，組成了一條完整的鍛造自動(dòng)化生產(chǎn)線。

技術(shù)描述

總體構(gòu)思

圖1 8000t生產(chǎn)線自動(dòng)化聯(lián)線的控制互聯(lián)圖

五一八公司結(jié)合多年組建鍛造生產(chǎn)線的工作經(jīng)驗(yàn)，通過相關(guān)的專家集體討論并確定了現(xiàn)場設(shè)備的平面布置，電氣工程師結(jié)合現(xiàn)場設(shè)備的平面布置確定了生產(chǎn)線的自動(dòng)化聯(lián)線的控制互聯(lián)圖，如圖1所示。

從圖1中我們可以清晰地看出該自動(dòng)化生產(chǎn)線的控制互聯(lián)關(guān)系，該控制聯(lián)線中由一個(gè)總控臺（由S7-400PLC及MP277操作屏構(gòu)成）來作為生產(chǎn)線中總的數(shù)據(jù)傳輸及信號傳遞的平臺，整條生產(chǎn)線中所有設(shè)備的主控PLC為S7-300構(gòu)成，通過每臺設(shè)備中DP/DP Coupler來完成生產(chǎn)線中單臺設(shè)備與總控PLC信息的交換，并由總控PLC來分發(fā)數(shù)據(jù)和信號，以此達(dá)到生產(chǎn)線中上下級設(shè)備信號的快速傳遞和聯(lián)鎖等功能。

現(xiàn)場組態(tài)調(diào)試

由于鍛造生產(chǎn)線中設(shè)備多且生產(chǎn)的工件為熱件，所以在進(jìn)行正式生產(chǎn)熱鍛件之前必須對整條生產(chǎn)線中的聯(lián)線及自動(dòng)化順序進(jìn)行充分的冷調(diào)試（即空運(yùn)轉(zhuǎn)）才能進(jìn)行下一步熱鍛件的生產(chǎn)。我們根據(jù)現(xiàn)場設(shè)備（鍛造線部分），共分了四大區(qū)域：

⑴Ⅰ區(qū)域，配置有中頻加熱爐、除鱗機(jī)、輥鍛機(jī)及其機(jī)械手M1。

⑵Ⅱ區(qū)域，配置8000t壓力機(jī)、M2機(jī)械手、M3機(jī)械手和M4機(jī)械手。

⑶Ⅲ區(qū)域，配置有M5機(jī)械手、切邊機(jī)、M6機(jī)械手和扭拐機(jī)。

⑷Ⅳ區(qū)域，配置M7機(jī)械手、精整機(jī)和M8機(jī)器人。

初步的工作為各區(qū)域分別調(diào)試及反復(fù)運(yùn)行，從其中查找關(guān)聯(lián)信號的穩(wěn)定性以及檢查設(shè)備的性能，下一步再進(jìn)行區(qū)域間的聯(lián)調(diào)工作。

工作方式

由于鍛造自動(dòng)化生產(chǎn)線為順序控制方式，編制上下級設(shè)備的聯(lián)動(dòng)時(shí)必須要明確設(shè)備的動(dòng)作流程。首先，由公司的電氣工程師編制生產(chǎn)線中設(shè)備動(dòng)作順序流程，即中頻加熱爐加熱合格溫度的坯料→輥鍛機(jī)→輥鍛機(jī)輥兩到四道次→M1把坯料送到8000t壓力機(jī)卡壓位置→M2機(jī)械手抓取坯料送到8000t壓力機(jī)預(yù)鍛位置→8000t壓力機(jī)預(yù)鍛→M3機(jī)械手叉取鍛件送到8000t壓力機(jī)終鍛位置→8000t壓力機(jī)終鍛→M3機(jī)械手叉取鍛件送到運(yùn)輸鏈上→運(yùn)輸鏈把鍛件運(yùn)到切邊機(jī)位置（同時(shí)M4機(jī)械手進(jìn)行模具潤滑）→M5機(jī)械手叉取鍛件從運(yùn)輸鏈上送到切邊機(jī)上→切邊機(jī)切邊→運(yùn)輸鏈運(yùn)送鍛件到扭拐機(jī)位置→M6機(jī)械手叉取鍛件從運(yùn)輸鏈上送到扭拐機(jī)→扭拐機(jī)扭拐→M6機(jī)械手叉取鍛件從扭拐機(jī)送到運(yùn)輸鏈上→運(yùn)輸鏈把鍛件送到精整機(jī)位置→M7機(jī)械手從運(yùn)輸鏈上抓取鍛件到精整機(jī)→精整機(jī)校正鍛件→M8機(jī)器人抓取鍛件送到指定的位置。總控的電氣工程師根據(jù)此動(dòng)作流程編制各設(shè)備之間的接口信號軟件包，主要是區(qū)分開各個(gè)設(shè)備的地址分配情況及SFC14和SFC15的應(yīng)用。

整個(gè)生產(chǎn)線的聯(lián)線工作方式分為非自動(dòng)和自動(dòng)兩種方式。非自動(dòng)工作方式為除了上下級設(shè)備之間的干擾信號（如機(jī)械手在離開安全位置后壓力機(jī)才可以動(dòng)作等）有總控的PLC參與外，其余信號總控PLC不參與。非自動(dòng)時(shí)，生產(chǎn)線中的單臺設(shè)備可以進(jìn)行分別調(diào)整，而生產(chǎn)線中的每臺設(shè)備自身也有調(diào)整、半自動(dòng)和自動(dòng)的工作方式。自動(dòng)工作方式為除了上下級設(shè)備之間的干擾信號有總控的PLC參與外，上下級的設(shè)備之間的聯(lián)動(dòng)也由總控的PLC來參與完成，包括生產(chǎn)線中如有設(shè)備出現(xiàn)故障，則全生產(chǎn)線和其相關(guān)聯(lián)的設(shè)備就要停下來。全線自動(dòng)方式時(shí)，只有全生產(chǎn)線的每臺設(shè)備進(jìn)入了自動(dòng)狀態(tài)時(shí)，才可以進(jìn)行自動(dòng)化的工作。

結(jié)束語

鍛造生產(chǎn)線是一種集體工作的生產(chǎn)模式，有其獨(dú)特的方面。由于其生產(chǎn)的鍛件必須保持很高的溫度，生產(chǎn)線的穩(wěn)定性是很關(guān)鍵的，如果生產(chǎn)線工作不流暢，則會(huì)造成能源的損耗（如加熱爐的電能損耗，模具的熱能損耗等）。

因此，在組建熱模鍛壓力機(jī)的自動(dòng)化生產(chǎn)線聯(lián)線時(shí)，五一八公司主要的指導(dǎo)思想就是生產(chǎn)線中保證上下級設(shè)備順序控制的流暢。根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況的多次反復(fù)修正及總結(jié)，公司在最后的實(shí)際生產(chǎn)中采用了自動(dòng)化加人工確認(rèn)的生產(chǎn)方式，這樣就避免了如鍛件粘模具或鍛件在模具中位置不正確等生產(chǎn)中的不確定因素而損壞設(shè)備造成生產(chǎn)線的停滯。而這種自動(dòng)化加人工確認(rèn)的生產(chǎn)方式經(jīng)過五一八公司近一年的生產(chǎn)運(yùn)行效果來看，具有很高的實(shí)用價(jià)值，保證了生產(chǎn)線的使用效率，減少了能源不必要的浪費(fèi)。該方式是一種在鍛造自動(dòng)化生產(chǎn)中非常實(shí)用的自動(dòng)化聯(lián)線的工作方式。