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        鍛造自動化生產(chǎn)線工藝問題與對策研究

        2019-12-01 15:45:44曹石松
        市場周刊·市場版 2019年52期
        關(guān)鍵詞:問題

        摘 要: 隨著科技的不斷進步,自動化技術(shù)在生產(chǎn)企業(yè)的應(yīng)用有效節(jié)約了人力勞動成本,提高了生產(chǎn)效率和質(zhì)量。文章以某精密鍛造有限公司鍛造自動化生產(chǎn)線項目為例,對項目中存在的加工效率低與黏膜問題進行了分析,并提出了相應(yīng)的優(yōu)化改進對策,以期為相關(guān)行業(yè)工作者提供些許參考。

        關(guān)鍵詞: 鍛造工藝;自動化生產(chǎn)線;問題;優(yōu)化對策

        一、 引言

        鍛造自動化生產(chǎn)通過機械設(shè)備代替人工,有效解決了鍛造企業(yè)招工難的問題,為鍛造企業(yè)的快速發(fā)展提供了有力支持。但是因為不同鍛造企業(yè)的產(chǎn)品、工藝以及自動化裝備等都存在較大差異,所以在實際鍛造自動化生產(chǎn)線實施過程中,仍然會存在效率低、產(chǎn)品黏膜等問題。只有針對具體問題深入分析,采取有效措施加以改善,才能突破現(xiàn)有行業(yè)發(fā)展瓶頸。

        二、項目概況

        某精密鍛造有限公司鍛造自動化生產(chǎn)線項目,共包含兩條自動化鍛造產(chǎn)線,其加工環(huán)節(jié)相對復(fù)雜,包括中頻爐加熱、自動墩粗、自動清洗機、自動定位、機器人搬運、自動潤滑冷卻、自動訂料等多個生產(chǎn)環(huán)節(jié)。項目均采用自動化控制技術(shù)進行加工和處理,配套機器人一共有8個,項目總投資大概在三百萬左右。

        (一)鍛造自動化生產(chǎn)線加工效率較低

        在項目中我們首先遇到的一個問題是效率問題,在該問題上經(jīng)過多次調(diào)試試驗,無論是測試階段還是實際運行階段,自動化加工產(chǎn)線的節(jié)拍始終無法達到預(yù)期設(shè)定值,甚至部分機器作業(yè)速度低于人工作業(yè)速度,導(dǎo)致自動化生產(chǎn)線的優(yōu)勢無法得到充分發(fā)揮。

        為了進一步明確造成該類問題的原因,工藝人員和技術(shù)人員進行了會議研究,經(jīng)過討論后,確定該自動化鍛造生產(chǎn)線的加工工藝上基本沒有問題,只有采取當(dāng)前工藝才能滿足產(chǎn)品質(zhì)量要求。因此要想提升工藝效率,只能從兩方面入手,一方面是改進設(shè)備機器,另一方面是優(yōu)化作業(yè)流程,而該項目中所采用的機械設(shè)備結(jié)構(gòu)可調(diào)整性不強,基本上也沒有很大的優(yōu)化空間。最后經(jīng)過電氣工程師和編程技術(shù)人員討論,發(fā)現(xiàn)該項目每條鍛造自動化生產(chǎn)線的四個機器人中第一個機器人的操作速度存在過快現(xiàn)象,這就導(dǎo)致后面的機器人操作頻率無法與其匹配,中間存在較大的工藝偏差,所以整體的鍛造效率無法得到可靠保障。該項目中第一個機器人的工作內(nèi)容主要是執(zhí)行墩粗工藝操作,具體的流程如下:機器人抓到產(chǎn)品后,將其放到?jīng)_床里面,然后松開回到原位,車床內(nèi)的產(chǎn)品經(jīng)過一次鍛造之后,機器人再進去將鍛造好的產(chǎn)品夾出來放到下一個工位繼續(xù)加工。這個流程并不存在問題,但是如果與人工操作模式進行對比即可發(fā)現(xiàn),人為在切換工段的時候,會提前進行主觀預(yù)判,從而實現(xiàn)兩道工序之間的無縫對接,而機器人操作是通過程序指令執(zhí)行操作,每一個步驟都是按部就班的,所以中間就會累積一些工段銜接的時間差。

        機器人由程序控制逐步操作的屬性是無法改變的,所以要進行優(yōu)化,可以考慮是否能夠?qū)Σ糠至鞒踢M行簡化,省略不必要的步驟,從而提高機器人操作效率。比如在原有機器人操作流程當(dāng)中,機器人要重復(fù)從沖床中抓取鍛打產(chǎn)品,兩個動作來回必然會造成時間浪費,而如果在機器人第一次將產(chǎn)品送入沖床時,抓手直接在原地等待,等到鍛造完成后直接抓取出來,這樣就會省去中間往返的時間。機器人的存在實際上與鍛造沖床工位并無沖突,所以這種優(yōu)化思路理論上具有可行性。該項目經(jīng)過機械工程師和編程人員的反復(fù)現(xiàn)場測繪模擬,也充分證實了這種優(yōu)化方法是可以實現(xiàn)的,最后經(jīng)過對機器人操作動作的改變以及對模具配套工藝的微調(diào),鍛造生產(chǎn)線節(jié)拍加快了三分之一,效果十分顯著。

        (二)鍛造自動化生產(chǎn)線粘膜問題突出

        除了鍛造效率低下問題以外,產(chǎn)品粘模具問題在該項目當(dāng)中體現(xiàn)的也比較明顯,出現(xiàn)該類問題會導(dǎo)致生產(chǎn)線停滯,影響生產(chǎn)進度。造成該類問題發(fā)生的原因主要是鍛造工藝需要在高溫環(huán)境下進行,產(chǎn)品融化后容易與模具產(chǎn)生黏連。針對該類問題,主要有四種應(yīng)對思路:一是通過人工對黏膜部分清理;二是給模具涂抹脫模劑,增加模具的潤滑度,從而降低其黏著產(chǎn)品物料的概率;三是在模具的上端部分安裝液壓機設(shè)備,通過液壓作用實時將鍛打產(chǎn)品從模具上頂下來,這樣可以有效避免黏膜問題的發(fā)生;四是通過改變模具設(shè)計來提高模具防黏性能,從而避免黏膜問題的發(fā)生。

        人工敲打清理黏膜物質(zhì)的方法需要耗費一定的人力和成本,給模具涂抹脫模劑的優(yōu)化手段操作起來則更為方便,但是在該項目的鍛造自動化生產(chǎn)線當(dāng)中,該方法也存在一定的弊端。在以往人工操作模式下,人們涂抹脫模劑并非是一項機械化的工作,可以通過人們觀感、手感等,來對脫模劑的使用情況進行合理控制,比如用量多少等。而自動化生產(chǎn)模式下,脫模劑的使用直接由機器人完成,機器人只是專注執(zhí)行一種程序指令,至于這個指令正確與否,執(zhí)行的是否完善,機器人并不會做出主觀判斷,但是根據(jù)車間實際生產(chǎn)情況的變化,脫模劑的噴涂量并不會一直固定不變。對此,我們借鑒上文提到的使用液壓機把黏膜產(chǎn)品頂出來的思路,關(guān)鍵點在于如何精確控制自動化液壓機作業(yè)時間點,讓它能夠在產(chǎn)品鍛打的一瞬間就把產(chǎn)品頂出來。要實現(xiàn)該目標(biāo),需要綜合考量壓機行程、下來的時間、打擊的壓力、回彈的速度等一系列因素,且要保證這些因素變化狀態(tài)下可控,難度較高?;诖?,該項目設(shè)計過程中轉(zhuǎn)變了固有思路,考慮到電氣控制效果無法得到實現(xiàn),可以使用機械直接控制來實現(xiàn)。與電氣控制相比,機械控制的時間節(jié)點都是明確的,可以有效保證作業(yè)節(jié)點的緊密性。對此,我們進行了優(yōu)化設(shè)計:將自動化液壓機設(shè)備原有的控制機構(gòu)拆除,而后重新裝上了機械控制機構(gòu),通過硬彈簧機構(gòu)來實現(xiàn)每次打擊回來的瞬間將產(chǎn)品頂出來,這樣產(chǎn)品與模具接觸的時間就會大大縮短,黏膜問題會得到有效改善。

        三、 結(jié)語

        綜上,項目通過更改模具和動作,整個生產(chǎn)節(jié)拍縮短了三分之一;通過拆除液壓控制機構(gòu),換上機械機構(gòu),在硬彈簧機構(gòu)的作用下實現(xiàn)每次打擊回來的瞬間將產(chǎn)品頂出來,解決了黏膜問題。項目鍛造自動化產(chǎn)線的順利實施,不僅為該項目企業(yè)解決了長期以來滯留的問題,而且也為整個鍛壓行業(yè)的生產(chǎn)線改造起到了良好的示范作用。與此同時,該項目實施過程中也積累了相當(dāng)豐富鍛造自動化產(chǎn)線優(yōu)化改進經(jīng)驗,這對于幫助其他同類產(chǎn)品企業(yè)進行生產(chǎn)線升級改造具有重要意義。

        參考文獻:

        [1]趙帥,劉作樂,薛洪志,等.基于現(xiàn)場總線的鍛造自動化生產(chǎn)線控制系統(tǒng)[J].鍛造與沖壓,2015(5):46-48.

        [2]張東華.電氣工程及其自動化發(fā)展問題與對策分析[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計,2016(27):1928.

        [3]聶波.機器人自動生產(chǎn)線的工藝分析與總體設(shè)計研究[J].速讀旬刊,2015(11).

        [4]曾耀華,石海達,周露平,等.壓力機在沖壓自動化生產(chǎn)工藝中的應(yīng)用[J].鍛造與沖壓,2018(20):57-59.

        作者簡介:? 曹石松,南京力泰智能科技有限公司。

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