文/蔣耀·浙江豐誠精鍛科技有限公司

電動螺旋壓力機(jī)及自動化生產(chǎn)線整體解決方案

文/蔣耀·浙江豐誠精鍛科技有限公司

電動螺旋壓力機(jī)的特點(diǎn)

電動螺旋壓力機(jī)可以提高生產(chǎn)效率，相比摩擦壓力機(jī)，可提高生產(chǎn)效率10%以上；由于打擊精度高，一般要比摩擦壓力機(jī)節(jié)約3%以上的原材料，如果實(shí)現(xiàn)封閉鍛造，則比摩擦壓力機(jī)節(jié)約8%以上的原材料。

電動螺旋壓力機(jī)可實(shí)現(xiàn)1人作業(yè)，甚至無人作業(yè)（機(jī)器人作業(yè)），比摩擦壓力機(jī)減少2～4名操作工。數(shù)控電動螺旋壓力機(jī)PLC均帶有數(shù)據(jù)接口，可隨時(shí)連接機(jī)器人及自動噴墨等自動化裝置，具有自動化鍛造功能，能很好地適應(yīng)未來自動化無人鍛造的需求。

電動螺旋壓力機(jī)成形精度高，鍛造打擊力誤差可控制在5%以內(nèi)（國內(nèi)大部分螺旋壓力機(jī)打擊力誤差控制在10%～20%），工件尺寸公差可控制在0.1mm以內(nèi)，而摩擦壓力機(jī)尺寸公差一般為1～3mm。

數(shù)控電動螺旋壓力機(jī)打擊時(shí)擁有智能控制，不僅打擊力可實(shí)時(shí)控制，而且滑塊回程速度要比摩擦壓力機(jī)快25%（摩擦壓力機(jī)滑塊回程時(shí)間一般為2～3s），可減輕模具載荷，模具使用壽命比摩擦壓力機(jī)提高26%以上。

當(dāng)電動螺旋壓力機(jī)上的滑塊停止時(shí)，主電機(jī)同時(shí)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，而摩擦壓力機(jī)則是在持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，經(jīng)實(shí)際測算可節(jié)約25%以上的電耗。電動螺旋壓力機(jī)正常工作時(shí)設(shè)備噪聲一般在64～72db之間，噪聲污染相對要輕；電動螺旋壓力機(jī)比摩擦壓力機(jī)故障率低，方便維護(hù)，平時(shí)可降低維修費(fèi)用30%以上；電動螺旋壓力機(jī)采用雙電機(jī)驅(qū)動的齒輪傳動方式，傳動效率高，打擊力要比同型號的摩擦壓力機(jī)大10%～15%。

數(shù)控電動螺旋壓力機(jī)的主機(jī)能自動按預(yù)先設(shè)置的每工步的打擊能量運(yùn)行，能方便調(diào)整行程高度，回程位置準(zhǔn)確，不會沖頂，特別適合大鍛件可控連擊鍛打和薄件鍛打，同時(shí)對設(shè)備的影響最小。

生產(chǎn)線對比

以1000t數(shù)控電動螺旋壓力機(jī)和1000t雙盤摩擦壓力機(jī)鍛造輪轂軸承生產(chǎn)線為例，這兩條生產(chǎn)線僅壓力機(jī)不同，其他工藝及輔助設(shè)備都不變，借助實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)來進(jìn)一步分析數(shù)控電動螺旋壓力機(jī)的優(yōu)越性，設(shè)備布局如圖1所示。電動螺旋壓力機(jī)生產(chǎn)線部分實(shí)現(xiàn)自動化，具體設(shè)備布局如圖2所示。電動螺旋壓力機(jī)生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)全自動化且利用封閉鍛造技術(shù)工藝，具體設(shè)備布局如圖3所示。

由于數(shù)控電動螺旋壓力機(jī)既具備自動化作業(yè)能力，又具備封閉鍛造的優(yōu)勢，而雙盤摩擦壓力機(jī)根本不具備這些功能，所以在兩種不同作業(yè)情況下，效果明顯不一樣。數(shù)控電動螺旋壓力機(jī)在節(jié)能、節(jié)約人工、節(jié)約材料、取消正火工藝等方面優(yōu)勢非常突出，每年要比雙盤摩擦壓力機(jī)生產(chǎn)線節(jié)省158萬元，如若取消正火工藝，則每年節(jié)約正火費(fèi)用154萬元。從效率、電耗、材料等方面估算，萬元GDP能耗要比摩擦壓力機(jī)低25%以上?？梢?，數(shù)控電動螺旋壓力機(jī)在自動化、精鍛等方面的優(yōu)越性非常明顯。

圖1 1000t數(shù)控電動螺旋壓力機(jī)和1000t雙盤摩擦壓力機(jī)生產(chǎn)線布局

圖2 1000t數(shù)控電動螺旋壓力機(jī)半自動化生產(chǎn)線和1000t雙盤摩擦壓力機(jī)布局

圖3 1000t數(shù)控電動螺旋壓力機(jī)全自動封閉生產(chǎn)線和1000t雙盤摩擦壓力機(jī)生產(chǎn)線布局

自動化生產(chǎn)線的整體解決方案

浙江豐誠根據(jù)多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合自己兩條自動化鍛造生產(chǎn)線的實(shí)際應(yīng)用情況，得出自動化鍛造生產(chǎn)線的整體解決方案需要從“人、機(jī)、料、法、環(huán)”五方面因素來分析。

⑴人員。自動化鍛造并非無人鍛造，在自動化鍛造時(shí)必要的人還是需要的，如換模、調(diào)模工和電控技工，以便一旦發(fā)生問題隨時(shí)調(diào)整，減少不必要的損失。

⑵機(jī)器。自動化鍛造時(shí)各單元的設(shè)備必須具備穩(wěn)定的操控性，如電爐必須具備有序的自動上料、自動出料的功能。數(shù)控電動螺旋壓力機(jī)必須具備穩(wěn)定的打擊力。

⑶材料。這里既要注意鍛件原材料的切口平整度，又要注意模具材料的穩(wěn)定性，若材料沒準(zhǔn)備好則自動化生產(chǎn)肯定斷斷續(xù)續(xù)——事倍功半。

⑷法則。供應(yīng)商需要根據(jù)自動化鍛造生產(chǎn)線的要求，結(jié)合廠家實(shí)際建立一套相對成熟可靠的自動化鍛造標(biāo)準(zhǔn)管理細(xì)則，主要包括自動化鍛造應(yīng)用的方法、管理辦法以及應(yīng)對突發(fā)狀況的措施等等，使得影響自動化鍛造的各個環(huán)節(jié)，都按統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，只有嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)才能使自動化鍛造順利進(jìn)行，達(dá)到增產(chǎn)減人的目的。

⑸環(huán)境。①模具潤滑和清理。假如模具潤滑和清理不到位則會影響鍛件表面質(zhì)量，因此除了需要對自動噴霧機(jī)進(jìn)行改良外，為了達(dá)到預(yù)期效果還應(yīng)該在模具上下功夫，同時(shí)也需要定期觀察。②吸塵器的合理應(yīng)用。電動螺旋壓力機(jī)自帶吸塵功能，在一定程度上減少了鍛造生產(chǎn)現(xiàn)場的石墨、氧化皮顆粒，避免因環(huán)境惡劣而影響到自動化生產(chǎn)線的運(yùn)行。③抗振。如在鍛造現(xiàn)場的設(shè)備振動很大，則會影響機(jī)器人抓取料的準(zhǔn)確性和放料的準(zhǔn)確性，從而影響鍛件質(zhì)量，所以保障好鍛壓設(shè)備的抗振性也很重要。④鍛件脫模。不管是通過工藝、模具還是控制，一定不能使鍛件粘上模，否則會影響自動化生產(chǎn)節(jié)拍和鍛件質(zhì)量。⑤自動線電壓的穩(wěn)定性。假如整條線電網(wǎng)電壓不穩(wěn)定，則機(jī)器人作業(yè)也將會不穩(wěn)定，從而影響生產(chǎn)。影響電壓不穩(wěn)定的主要原因有兩個，一個是中頻電爐，如品質(zhì)差的則電壓諧波很大；另一個是未對電源進(jìn)行調(diào)頻處理的、落后的電動螺旋壓力機(jī)。⑥產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品批量必須利于自動化鍛造。例如產(chǎn)品結(jié)構(gòu)相對簡單，或產(chǎn)品形狀比較大，則利于自動化鍛造，同時(shí)產(chǎn)品批量相對較大，一般一天最多換一次模，則利于自動化生產(chǎn)。⑦具備快速調(diào)換模，快速除障能力，這是鍛造自動化線長期穩(wěn)定運(yùn)行的保障。

細(xì)節(jié)決定成敗

鍛造自動線運(yùn)行如何才叫良好，無非是要保證產(chǎn)量穩(wěn)定、質(zhì)量可靠和運(yùn)行成本可控。那么如何保證這三方面呢？除了對以上關(guān)鍵因素的掌控外，還必須注重鍛造自動線運(yùn)行中容易被忽視的細(xì)節(jié)，否則用不好自動化，更別談出效益了。

⑴對鍛造自動線各環(huán)節(jié)中工藝溫度的有效監(jiān)控、識別、篩選必須重視。一般鍛造企業(yè)往往只注重爐子出料溫度而忽視其他鍛造工藝溫度，這是鍛造的大忌，一方面技術(shù)要求不允許，另一方面存在質(zhì)量隱患。自動化生產(chǎn)線的各個環(huán)節(jié)都必須有溫控設(shè)備，而且各溫控設(shè)施必須定期檢驗(yàn)校核，確保溫控運(yùn)行全面、可靠、準(zhǔn)確。

⑵對鍛造自動線各環(huán)節(jié)生產(chǎn)節(jié)奏的把握必須重視。首先一定要把鍛造生產(chǎn)線上各個環(huán)節(jié)的生產(chǎn)潛能都發(fā)揮出來，尤其對節(jié)奏最慢的工序進(jìn)行專項(xiàng)攻關(guān)（通過技術(shù)工藝改進(jìn)、機(jī)器人運(yùn)行路徑改良、主體設(shè)備運(yùn)行改善等），因?yàn)槎贪逍?yīng)最慢工序直接影響整條鍛造自動化生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率。其次把影響每個環(huán)節(jié)生產(chǎn)節(jié)奏的關(guān)鍵因素找出來一一解決，在保證運(yùn)行穩(wěn)定的同時(shí)，提升生產(chǎn)節(jié)奏。

⑶對鍛造自動化生產(chǎn)線各環(huán)節(jié)的具體管理必須標(biāo)準(zhǔn)化。這些標(biāo)準(zhǔn)必須具體且可操作性強(qiáng)，且要通過實(shí)際運(yùn)行不斷完善優(yōu)化。對于自動化生產(chǎn)而言，標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)是必須的，否則根本無法真正實(shí)現(xiàn)自動化，因?yàn)樽詣泳€每一個環(huán)節(jié)必須定量、定位、定權(quán)限、定各類數(shù)據(jù)等等，都必須編入程序成為機(jī)器語言指揮機(jī)器。

⑷自動線各個環(huán)節(jié)必須完全符合鍛造技術(shù)要求。在設(shè)計(jì)自動化線時(shí)如何一一解決鍛造工藝中的不確定因素，使其完全成竹于胸，非常關(guān)鍵，所以自動化生產(chǎn)線的承攬者必須具備的首要條件就是完全掌握各個環(huán)節(jié)的技術(shù)要求。

⑸自動線必須要“既聽話又反應(yīng)快”，具備即停即開功能。這主要取決于自動線各環(huán)節(jié)設(shè)備和機(jī)器人控制的先進(jìn)性、可靠性，同時(shí)也取決于自動化生產(chǎn)線集成商綜合能力的高低。在一般人看來沒有多少差異，其實(shí)并非如此，因?yàn)樽詣泳€的“聽話”與否主要取決于自動線主神經(jīng)控制的先進(jìn)性，而主神經(jīng)的控制有很多種方法，根據(jù)用戶實(shí)際選取簡而有效且先進(jìn)的方法非常必要，因?yàn)樗扔绊懝?jié)奏又影響穩(wěn)定性。

⑹自動線運(yùn)行環(huán)境必須安全。很多已實(shí)現(xiàn)自動化的企業(yè)尤其是部分環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)自動化的鍛造企業(yè)都有一個陋習(xí)——機(jī)器人周圍未裝安全防護(hù)欄或自動感應(yīng)系統(tǒng)，我們習(xí)慣稱這種現(xiàn)象為“人機(jī)一體化”，其實(shí)這樣做是非常非常危險(xiǎn)的。在這里我要告誡每個鍛造自動化用戶，機(jī)器人在作業(yè)時(shí)難免會出點(diǎn)小差錯，但此時(shí)若旁邊有工人（且無任何防護(hù)），則工人必然遭殃，這樣的小錢千萬別省，安裝防護(hù)欄和自動感應(yīng)系統(tǒng)要不了多少錢。

結(jié)束語

在汽車行業(yè)蓬勃發(fā)展的今天，在“節(jié)能減排、節(jié)能降耗”政策發(fā)揮重要作用的當(dāng)代，在鍛造領(lǐng)域內(nèi)，先進(jìn)的數(shù)控電動螺旋壓力機(jī)以及相關(guān)的自動化、無飛邊精密鍛、余溫正火等先進(jìn)作業(yè)方式，在制造成本上要下降30%以上，萬元GDP能耗也要下降25%以上，因此，必然要取代落后的雙盤摩擦壓力機(jī)勞動密集型作業(yè)方式。