文/萬義群·江西江鈴專用車輛廠有限公司

800t全自動連續(xù)模壓機生產(chǎn)線

文/萬義群·江西江鈴專用車輛廠有限公司

隨著汽車行業(yè)的快速發(fā)展，汽車制造業(yè)面臨著巨大的挑戰(zhàn)，誰能在最短的時間內(nèi)占據(jù)質(zhì)量與效率的優(yōu)勢，誰就將在激烈的市場競爭中占據(jù)絕對優(yōu)勢。

800t全自動連續(xù)模生產(chǎn)線應(yīng)運而生，如圖1所示。能滿足企業(yè)的發(fā)展需求，在生產(chǎn)節(jié)拍上將占領(lǐng)致勝地位。整線主要由開卷送料系統(tǒng)、壓機系統(tǒng)、產(chǎn)品出料系統(tǒng)，排廢料系統(tǒng)組成，可實現(xiàn)模具的全自動化生產(chǎn)，達到國內(nèi)領(lǐng)先水平。生產(chǎn)線實際節(jié)拍最高能達到35件/分鐘，具有一鍵換模功能，整線更換產(chǎn)品時間只需要5分鐘。同時整線配備了總控制臺，在主控臺上可完成自動化整線操作，生產(chǎn)信息錄入、顯示，參數(shù)設(shè)置，整線過程信息保存、下載等生產(chǎn)管理功能。

圖1 800t全自動連續(xù)模生產(chǎn)線

800t全自動連續(xù)模生產(chǎn)線控制系統(tǒng)

機械壓機連續(xù)運轉(zhuǎn)控制方式

機械壓機采用西門子控制系統(tǒng)控制，能對前后兩個工作臺進行精準控制，同時整個系統(tǒng)與生產(chǎn)管理系統(tǒng)融為一體，在壓機右前立柱上安裝一個系統(tǒng)設(shè)置觸摸屏，通過面板可以設(shè)置關(guān)于壓機的所有控制運行參數(shù)。

三合一全自動送料系統(tǒng)同步控制

三合一全自動送料系統(tǒng)采用三菱PLC進行控制，通過轉(zhuǎn)換模塊實現(xiàn)與機械壓機的通訊，整體的運行方式為：卷料經(jīng)前端料架小車的人工放料以后直至產(chǎn)品落入成品輸送帶人工收料，該線為完全自動化生產(chǎn)線。該生產(chǎn)線同時具有自動收卷功能，自動收卷后人工在料架小車上打包料卷。

800t全自動連續(xù)模生產(chǎn)線關(guān)鍵技術(shù)

800t連續(xù)模機械壓機主機

機械壓機主要分為三大部分，即上、中、下三大部分，第一部分為頂座，在設(shè)備頂座上方安裝了主電機、離合器和滑塊剎車、平衡氣缸、頂座潤滑的各種分配閥；第二部分為工作平面，主要配備了滑塊、設(shè)備控制面板、控制臺、兩個工作臺、四個支撐立柱、潤滑導(dǎo)軌等。

機械壓機工作原理

連續(xù)模壓機采用閉式雙點機械壓機，通過上驅(qū)動、異向傳動控制壓機的運轉(zhuǎn)，傳動的機械結(jié)構(gòu)為偏心齒輪，滑塊的微調(diào)采用主電機實現(xiàn)微速調(diào)整。

三合一全自動送料系統(tǒng)主線

三合一送料線機械結(jié)構(gòu)主要由以下幾部分構(gòu)成：上料臺車、雙軸開卷機、入料裝置、整平送料機、剪板機、出口托料架及微送料機。

送料系統(tǒng)工作原理

卷料經(jīng)上料臺車自動運輸?shù)搅霞苌?，通過料架主軸擴張將卷料裝緊，入料裝置承接開卷后的卷料料頭，并將料帶送入整平機，當(dāng)在運輸?shù)倪^程中有料頭翹起不平整時，用剪板機將料頭剪切移除，被整理平整的板料通過出口托料和微送料機將板料送入模具內(nèi)部。

一鍵換模功能與生產(chǎn)管理系統(tǒng)

CPTEK一鍵換模流程：換模動作開始時，首先進入配方管理界面將需要更換模具的配方進行下載，然后點擊模具校驗按鈕，檢查需要更換的模具信息是否一致。若出現(xiàn)模具信號異常，及時進行故障排除，避免影響換模流程的進行。準備工作就緒后，進入壓機換模界面，激活壓機CPTEK模式并選擇相應(yīng)設(shè)備，再次進行模具信息選擇確認。進入整線換模操作界面，點擊激活換模、換模設(shè)備和開始換模按鈕后，機器人和壓機同時按照程序設(shè)定動作運行。

壓機CPTEK換模流程

按照沖壓工藝流程設(shè)計要求，生產(chǎn)線一般采用4序壓機模具進行生產(chǎn)，主要包括拉延、翻邊、整形和沖孔等工序。每臺壓機工作臺上放置固定的一套模具，每套模具安裝模具識別裝置對應(yīng)固定的模具編號。在生產(chǎn)時，采用模具識別線將模具識別裝置與壓機工作臺上的接口相連，實現(xiàn)壓機和模具信號的交換。壓機控制系統(tǒng)讀取每套模具號，在操作屏上調(diào)用確認換模信息，只需要一鍵按下就可以進行壓機CPTEK換模，具體流程，如圖2所示。

圖2 壓機CPTEK換模流程

通過完善壓機控制程序，實現(xiàn)壓機CPTEK換模動作，消除了手動換模的問題。前期手動換模，會出現(xiàn)工作臺夾緊/放松故障、開進/開出不到位以及不能聯(lián)動運行等異常；壓機采用CPTEK換模，實現(xiàn)了設(shè)備動作連續(xù)運行，消除了設(shè)備運行中的故障，提高了設(shè)備動作的連貫性和穩(wěn)定性。手動換模，需要進行復(fù)雜操作，比如壓機上下運行、模具參數(shù)的輸入設(shè)定、模具夾緊/放松、工作臺夾緊/放松、柵欄門升起/落下以及工作臺開進/開出等操作；壓機采用CPTEK換模，消除了換模流程復(fù)雜、人工操作容易出錯、換模時間長和效率低等問題，提高了生產(chǎn)和勞動效率。

一鍵換模之三合一送料系統(tǒng)

當(dāng)上料臺車上檢測有料時，機械壓機啟動一鍵換模，送料系統(tǒng)根據(jù)機械壓機反饋過來的數(shù)據(jù)識別當(dāng)前設(shè)備啟動生產(chǎn)的產(chǎn)品編號，此編號與送料系統(tǒng)所調(diào)用的產(chǎn)品編號一致時，送料系統(tǒng)一鍵換模的條件滿足，吊裝好的卷料將自動送入模具內(nèi)部，在這個過程中，如果卷料有不平整的地方，系統(tǒng)將根據(jù)檢測反饋過來的數(shù)據(jù)啟動整平功能，將卷料整理平整。同時當(dāng)壓機設(shè)置好了具體的生產(chǎn)數(shù)量，當(dāng)生產(chǎn)數(shù)量到達之后，剪板機則會將沒打完的卷料切斷，多余的卷料將自動收回。

生產(chǎn)管理系統(tǒng)強大的功能

生產(chǎn)管理系統(tǒng)能夠顯示設(shè)備整體的運行狀態(tài)，具體運行的步驟，同時當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，管理系統(tǒng)上能夠以紅色高亮顯示出系統(tǒng)報警。

生產(chǎn)管理系統(tǒng)具備管理所有關(guān)于生產(chǎn)方面的信息，能夠設(shè)置產(chǎn)品批次、班組、顯示產(chǎn)品編號、模具編號、物料編號、設(shè)置計劃產(chǎn)量、顯示實際產(chǎn)量，同時能夠檢測不良產(chǎn)品，當(dāng)啟動一鍵換模時能夠精確顯示換模時間，具備顯示生產(chǎn)時間的功能。

在生產(chǎn)過程中，系統(tǒng)出現(xiàn)的任何故障均可通過生產(chǎn)管理系統(tǒng)查詢，能夠?qū)⒊霈F(xiàn)的所有故障導(dǎo)出，當(dāng)連接到打印機時，可以將故障的詳細信息打印出來。

生產(chǎn)管理系統(tǒng)畫面包含了三合一送料系統(tǒng)的全部畫面，能夠?qū)崟r顯示送料機和壓機的運行狀態(tài)，可以準確到具體的步驟，實現(xiàn)了實時在線監(jiān)控的功能。

先進的廢料輸送系統(tǒng)

廢料線廢料收集方式

連續(xù)模設(shè)備的工作臺正中部位有一個廢料排泄開口，同時多工位的連續(xù)模模具設(shè)計了合理的排泄出口，沖壓出來的廢料從壓力機底座內(nèi)部側(cè)面落下到傳送帶上，連續(xù)沖壓的廢料得以收集，如圖3所示。

圖3 廢料輸送機構(gòu)

廢料線控制與運輸流程

廢料輸送線由兩部分構(gòu)成，水平廢料輸送線和爬坡廢料輸送線。整體采用三菱PLC和變頻器控制，能夠設(shè)置合理的運行速度，達到實際的生產(chǎn)需求，同時，具有聯(lián)機和單機、點動、反轉(zhuǎn)等功能。當(dāng)系統(tǒng)聯(lián)機后，從壓力機底座落下的廢料首先經(jīng)水平廢料輸送線運輸至爬坡線，在廢料運輸?shù)耐局?，有全程在線監(jiān)控功能，能夠監(jiān)視廢料的運送情況，當(dāng)發(fā)現(xiàn)任何異常時，按下緊急急停按鈕，整線設(shè)備將處于停止?fàn)顟B(tài)。

現(xiàn)場運行狀態(tài)

800t全自動連續(xù)模生產(chǎn)線運行狀態(tài)良好，現(xiàn)場實際生產(chǎn)的平均節(jié)拍均達到35spm，按每天8小時的工作時間算，加上其他的損耗時間，平均一天能夠生產(chǎn)1.2萬件合格產(chǎn)品，同時設(shè)備主要采用電力控制，使用了變頻控制技術(shù)，能有效降低能耗。

模具自動化新突破

圖4 傳感器位置圖

目前，我國自動化連續(xù)模生產(chǎn)線首料第一工序進給采用手工定位，無自動檢測功能，最多只有3組傳感器進行檢測。我們800t全自動連續(xù)模生產(chǎn)線設(shè)計了第一序到達感應(yīng)傳感器結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了首料自動檢測功能，從圖4可以看出，我們一共采用了4組傳感器進行檢測：

⑴第一組傳感器檢測原材料是否到達第一序工作位置。

⑵第二組傳感器檢測步距孔是否準確到達第二序工作位置。

⑶第三組傳感器檢測產(chǎn)品已經(jīng)到達最后一序。

⑷第四組傳感器檢測產(chǎn)品是否已經(jīng)從產(chǎn)品滑落槽滑出模具。

結(jié)束語

全自動化連續(xù)模生產(chǎn)線整線只需要兩名員工，設(shè)備看護人員和產(chǎn)品收集人員，大大減少了人力的損耗；另一方面，整線為全自動化生產(chǎn)，不會在操作過程中頻繁停機，為實際生產(chǎn)贏取了寶貴的時間；加工工序融為一體，減少了產(chǎn)品搬運過程中的磕碰、劃傷。

全自動化連續(xù)模生產(chǎn)線節(jié)拍最高能達到40件/分鐘，普通M線生產(chǎn)節(jié)拍最高能達到18次/分鐘,同樣生產(chǎn)一個零件采用連續(xù)模工藝，只要一臺連續(xù)設(shè)備，采用普通工藝則需要4臺M線設(shè)備，引領(lǐng)了江鈴集團中小沖的工藝發(fā)展方向。該全自動化連續(xù)模生產(chǎn)線達到國內(nèi)領(lǐng)先水平。無論從工藝的先進性，還是經(jīng)濟效益和社會效益而言，全自動化連續(xù)模生產(chǎn)線均值得推廣。