文/萬(wàn)義群·江西江鈴專用車(chē)輛廠有限公司

800t全自動(dòng)連續(xù)模壓機(jī)生產(chǎn)線

文/萬(wàn)義群·江西江鈴專用車(chē)輛廠有限公司

隨著汽車(chē)行業(yè)的快速發(fā)展，汽車(chē)制造業(yè)面臨著巨大的挑戰(zhàn)，誰(shuí)能在最短的時(shí)間內(nèi)占據(jù)質(zhì)量與效率的優(yōu)勢(shì)，誰(shuí)就將在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。

800t全自動(dòng)連續(xù)模生產(chǎn)線應(yīng)運(yùn)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(kāi)卷送料系統(tǒng)、壓機(jī)系統(tǒng)、產(chǎn)品出料系統(tǒng)，排廢料系統(tǒng)組成，可實(shí)現(xiàn)模具的全自動(dòng)化生產(chǎn)，達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。生產(chǎn)線實(shí)際節(jié)拍最高能達(dá)到35件/分鐘，具有一鍵換模功能，整線更換產(chǎn)品時(shí)間只需要5分鐘。同時(shí)整線配備了總控制臺(tái)，在主控臺(tái)上可完成自動(dòng)化整線操作，生產(chǎn)信息錄入、顯示，參數(shù)設(shè)置，整線過(guò)程信息保存、下載等生產(chǎn)管理功能。

圖1 800t全自動(dòng)連續(xù)模生產(chǎn)線

800t全自動(dòng)連續(xù)模生產(chǎn)線控制系統(tǒng)

機(jī)械壓機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)控制方式

機(jī)械壓機(jī)采用西門(mén)子控制系統(tǒng)控制，能對(duì)前后兩個(gè)工作臺(tái)進(jìn)行精準(zhǔn)控制，同時(shí)整個(gè)系統(tǒng)與生產(chǎn)管理系統(tǒng)融為一體，在壓機(jī)右前立柱上安裝一個(gè)系統(tǒng)設(shè)置觸摸屏，通過(guò)面板可以設(shè)置關(guān)于壓機(jī)的所有控制運(yùn)行參數(shù)。

三合一全自動(dòng)送料系統(tǒng)同步控制

三合一全自動(dòng)送料系統(tǒng)采用三菱PLC進(jìn)行控制，通過(guò)轉(zhuǎn)換模塊實(shí)現(xiàn)與機(jī)械壓機(jī)的通訊，整體的運(yùn)行方式為：卷料經(jīng)前端料架小車(chē)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(dòng)化生產(chǎn)線。該生產(chǎn)線同時(shí)具有自動(dòng)收卷功能，自動(dòng)收卷后人工在料架小車(chē)上打包料卷。

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

800t連續(xù)模機(jī)械壓機(jī)主機(jī)

機(jī)械壓機(jī)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(jī)、離合器和滑塊剎車(chē)、平衡氣缸、頂座潤(rùn)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(tái)、兩個(gè)工作臺(tái)、四個(gè)支撐立柱、潤(rùn)滑導(dǎo)軌等。

機(jī)械壓機(jī)工作原理

連續(xù)模壓機(jī)采用閉式雙點(diǎn)機(jī)械壓機(jī)，通過(guò)上驅(qū)動(dòng)、異向傳動(dòng)控制壓機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，傳動(dòng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)為偏心齒輪，滑塊的微調(diào)采用主電機(jī)實(shí)現(xiàn)微速調(diào)整。

三合一全自動(dòng)送料系統(tǒng)主線

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

送料系統(tǒng)工作原理

卷料經(jīng)上料臺(tái)車(chē)自動(dòng)運(yùn)輸?shù)搅霞苌?，通過(guò)料架主軸擴(kuò)張將卷料裝緊，入料裝置承接開(kāi)卷后的卷料料頭，并將料帶送入整平機(jī)，當(dāng)在運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中有料頭翹起不平整時(shí)，用剪板機(jī)將料頭剪切移除，被整理平整的板料通過(guò)出口托料和微送料機(jī)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(dòng)作開(kāi)始時(shí)，首先進(jìn)入配方管理界面將需要更換模具的配方進(jìn)行下載，然后點(diǎn)擊模具校驗(yàn)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(hào)異常，及時(shí)進(jìn)行故障排除，避免影響換模流程的進(jìn)行。準(zhǔn)備工作就緒后，進(jìn)入壓機(jī)換模界面，激活壓機(jī)CPTEK模式并選擇相應(yīng)設(shè)備，再次進(jìn)行模具信息選擇確認(rèn)。進(jìn)入整線換模操作界面，點(diǎn)擊激活換模、換模設(shè)備和開(kāi)始換模按鈕后，機(jī)器人和壓機(jī)同時(shí)按照程序設(shè)定動(dòng)作運(yùn)行。

壓機(jī)CPTEK換模流程

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

圖2 壓機(jī)CPTEK換模流程

通過(guò)完善壓機(jī)控制程序，實(shí)現(xiàn)壓機(jī)CPTEK換模動(dòng)作，消除了手動(dòng)換模的問(wèn)題。前期手動(dòng)換模，會(huì)出現(xiàn)工作臺(tái)夾緊/放松故障、開(kāi)進(jìn)/開(kāi)出不到位以及不能聯(lián)動(dòng)運(yùn)行等異常；壓機(jī)采用CPTEK換模，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備動(dòng)作連續(xù)運(yùn)行，消除了設(shè)備運(yùn)行中的故障，提高了設(shè)備動(dòng)作的連貫性和穩(wěn)定性。手動(dòng)換模，需要進(jìn)行復(fù)雜操作，比如壓機(jī)上下運(yùn)行、模具參數(shù)的輸入設(shè)定、模具夾緊/放松、工作臺(tái)夾緊/放松、柵欄門(mén)升起/落下以及工作臺(tái)開(kāi)進(jìn)/開(kāi)出等操作；壓機(jī)采用CPTEK換模，消除了換模流程復(fù)雜、人工操作容易出錯(cuò)、換模時(shí)間長(zhǎng)和效率低等問(wèn)題，提高了生產(chǎn)和勞動(dòng)效率。

一鍵換模之三合一送料系統(tǒng)

當(dāng)上料臺(tái)車(chē)上檢測(cè)有料時(shí)，機(jī)械壓機(jī)啟動(dòng)一鍵換模，送料系統(tǒng)根據(jù)機(jī)械壓機(jī)反饋過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)識(shí)別當(dāng)前設(shè)備啟動(dòng)生產(chǎn)的產(chǎn)品編號(hào)，此編號(hào)與送料系統(tǒng)所調(diào)用的產(chǎn)品編號(hào)一致時(shí)，送料系統(tǒng)一鍵換模的條件滿足，吊裝好的卷料將自動(dòng)送入模具內(nèi)部，在這個(gè)過(guò)程中，如果卷料有不平整的地方，系統(tǒng)將根據(jù)檢測(cè)反饋過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)啟動(dòng)整平功能，將卷料整理平整。同時(shí)當(dāng)壓機(jī)設(shè)置好了具體的生產(chǎn)數(shù)量，當(dāng)生產(chǎn)數(shù)量到達(dá)之后，剪板機(jī)則會(huì)將沒(méi)打完的卷料切斷，多余的卷料將自動(dòng)收回。

生產(chǎn)管理系統(tǒng)強(qiáng)大的功能

生產(chǎn)管理系統(tǒng)能夠顯示設(shè)備整體的運(yùn)行狀態(tài)，具體運(yùn)行的步驟，同時(shí)當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，管理系統(tǒng)上能夠以紅色高亮顯示出系統(tǒng)報(bào)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(hào)、模具編號(hào)、物料編號(hào)、設(shè)置計(jì)劃產(chǎn)量、顯示實(shí)際產(chǎn)量，同時(shí)能夠檢測(cè)不良產(chǎn)品，當(dāng)啟動(dòng)一鍵換模時(shí)能夠精確顯示換模時(shí)間，具備顯示生產(chǎn)時(shí)間的功能。

在生產(chǎn)過(guò)程中，系統(tǒng)出現(xiàn)的任何故障均可通過(guò)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(jī)時(shí)，可以將故障的詳細(xì)信息打印出來(lái)。

生產(chǎn)管理系統(tǒng)畫(huà)面包含了三合一送料系統(tǒng)的全部畫(huà)面，能夠?qū)崟r(shí)顯示送料機(jī)和壓機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，可以準(zhǔn)確到具體的步驟，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)在線監(jiān)控的功能。

先進(jìn)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(tái)正中部位有一個(gè)廢料排泄開(kāi)口，同時(shí)多工位的連續(xù)模模具設(shè)計(jì)了合理的排泄出口，沖壓出來(lái)的廢料從壓力機(jī)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(jī)構(gòu)

廢料線控制與運(yùn)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(yùn)行速度，達(dá)到實(shí)際的生產(chǎn)需求，同時(shí)，具有聯(lián)機(jī)和單機(jī)、點(diǎn)動(dòng)、反轉(zhuǎn)等功能。當(dāng)系統(tǒng)聯(lián)機(jī)后，從壓力機(jī)底座落下的廢料首先經(jīng)水平廢料輸送線運(yùn)輸至爬坡線，在廢料運(yùn)輸?shù)耐局?，有全程在線監(jiān)控功能，能夠監(jiān)視廢料的運(yùn)送情況，當(dāng)發(fā)現(xiàn)任何異常時(shí)，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(chǎng)運(yùn)行狀態(tài)

800t全自動(dòng)連續(xù)模生產(chǎn)線運(yùn)行狀態(tài)良好，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)的平均節(jié)拍均達(dá)到35spm，按每天8小時(shí)的工作時(shí)間算，加上其他的損耗時(shí)間，平均一天能夠生產(chǎn)1.2萬(wàn)件合格產(chǎn)品，同時(shí)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(dòng)化新突破

圖4 傳感器位置圖

目前，我國(guó)自動(dòng)化連續(xù)模生產(chǎn)線首料第一工序進(jìn)給采用手工定位，無(wú)自動(dòng)檢測(cè)功能，最多只有3組傳感器進(jìn)行檢測(cè)。我們800t全自動(dòng)連續(xù)模生產(chǎn)線設(shè)計(jì)了第一序到達(dá)感應(yīng)傳感器結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了首料自動(dòng)檢測(cè)功能，從圖4可以看出，我們一共采用了4組傳感器進(jìn)行檢測(cè)：

⑴第一組傳感器檢測(cè)原材料是否到達(dá)第一序工作位置。

⑵第二組傳感器檢測(cè)步距孔是否準(zhǔn)確到達(dá)第二序工作位置。

⑶第三組傳感器檢測(cè)產(chǎn)品已經(jīng)到達(dá)最后一序。

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

結(jié)束語(yǔ)

全自動(dòng)化連續(xù)模生產(chǎn)線整線只需要兩名員工，設(shè)備看護(hù)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(dòng)化生產(chǎn)，不會(huì)在操作過(guò)程中頻繁停機(jī)，為實(shí)際生產(chǎn)贏取了寶貴的時(shí)間；加工工序融為一體，減少了產(chǎn)品搬運(yùn)過(guò)程中的磕碰、劃傷。

全自動(dòng)化連續(xù)模生產(chǎn)線節(jié)拍最高能達(dá)到40件/分鐘，普通M線生產(chǎn)節(jié)拍最高能達(dá)到18次/分鐘,同樣生產(chǎn)一個(gè)零件采用連續(xù)模工藝，只要一臺(tái)連續(xù)設(shè)備，采用普通工藝則需要4臺(tái)M線設(shè)備，引領(lǐng)了江鈴集團(tuán)中小沖的工藝發(fā)展方向。該全自動(dòng)化連續(xù)模生產(chǎn)線達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。無(wú)論從工藝的先進(jìn)性，還是經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益而言，全自動(dòng)化連續(xù)模生產(chǎn)線均值得推廣。