摘 要： 隨著科技的不斷進(jìn)步，自動(dòng)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(dòng)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(dòng)化生產(chǎn)線項(xiàng)目為例，對(duì)項(xiàng)目中存在的加工效率低與黏膜問(wèn)題進(jìn)行了分析，并提出了相應(yīng)的優(yōu)化改進(jìn)對(duì)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(dòng)化生產(chǎn)線;問(wèn)題;優(yōu)化對(duì)策

一、 引言

鍛造自動(dòng)化生產(chǎn)通過(guò)機(jī)械設(shè)備代替人工，有效解決了鍛造企業(yè)招工難的問(wèn)題，為鍛造企業(yè)的快速發(fā)展提供了有力支持。但是因?yàn)椴煌懺炱髽I(yè)的產(chǎn)品、工藝以及自動(dòng)化裝備等都存在較大差異，所以在實(shí)際鍛造自動(dòng)化生產(chǎn)線實(shí)施過(guò)程中，仍然會(huì)存在效率低、產(chǎn)品黏膜等問(wèn)題。只有針對(duì)具體問(wèn)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(xiàng)目概況

某精密鍛造有限公司鍛造自動(dòng)化生產(chǎn)線項(xiàng)目，共包含兩條自動(dòng)化鍛造產(chǎn)線，其加工環(huán)節(jié)相對(duì)復(fù)雜，包括中頻爐加熱、自動(dòng)墩粗、自動(dòng)清洗機(jī)、自動(dòng)定位、機(jī)器人搬運(yùn)、自動(dòng)潤(rùn)滑冷卻、自動(dòng)訂料等多個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)。項(xiàng)目均采用自動(dòng)化控制技術(shù)進(jìn)行加工和處理，配套機(jī)器人一共有8個(gè)，項(xiàng)目總投資大概在三百萬(wàn)左右。

（一）鍛造自動(dòng)化生產(chǎn)線加工效率較低

在項(xiàng)目中我們首先遇到的一個(gè)問(wèn)題是效率問(wèn)題，在該問(wèn)題上經(jīng)過(guò)多次調(diào)試試驗(yàn)，無(wú)論是測(cè)試階段還是實(shí)際運(yùn)行階段，自動(dòng)化加工產(chǎn)線的節(jié)拍始終無(wú)法達(dá)到預(yù)期設(shè)定值，甚至部分機(jī)器作業(yè)速度低于人工作業(yè)速度，導(dǎo)致自動(dòng)化生產(chǎn)線的優(yōu)勢(shì)無(wú)法得到充分發(fā)揮。

為了進(jìn)一步明確造成該類(lèi)問(wèn)題的原因，工藝人員和技術(shù)人員進(jìn)行了會(huì)議研究，經(jīng)過(guò)討論后，確定該自動(dòng)化鍛造生產(chǎn)線的加工工藝上基本沒(méi)有問(wèn)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(jìn)設(shè)備機(jī)器，另一方面是優(yōu)化作業(yè)流程，而該項(xiàng)目中所采用的機(jī)械設(shè)備結(jié)構(gòu)可調(diào)整性不強(qiáng)，基本上也沒(méi)有很大的優(yōu)化空間。最后經(jīng)過(guò)電氣工程師和編程技術(shù)人員討論，發(fā)現(xiàn)該項(xiàng)目每條鍛造自動(dòng)化生產(chǎn)線的四個(gè)機(jī)器人中第一個(gè)機(jī)器人的操作速度存在過(guò)快現(xiàn)象，這就導(dǎo)致后面的機(jī)器人操作頻率無(wú)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(wú)法得到可靠保障。該項(xiàng)目中第一個(gè)機(jī)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(jī)器人抓到產(chǎn)品后，將其放到?jīng)_床里面，然后松開(kāi)回到原位，車(chē)床內(nèi)的產(chǎn)品經(jīng)過(guò)一次鍛造之后，機(jī)器人再進(jìn)去將鍛造好的產(chǎn)品夾出來(lái)放到下一個(gè)工位繼續(xù)加工。這個(gè)流程并不存在問(wèn)題，但是如果與人工操作模式進(jìn)行對(duì)比即可發(fā)現(xiàn)，人為在切換工段的時(shí)候，會(huì)提前進(jìn)行主觀預(yù)判，從而實(shí)現(xiàn)兩道工序之間的無(wú)縫對(duì)接，而機(jī)器人操作是通過(guò)程序指令執(zhí)行操作，每一個(gè)步驟都是按部就班的，所以中間就會(huì)累積一些工段銜接的時(shí)間差。

機(jī)器人由程序控制逐步操作的屬性是無(wú)法改變的，所以要進(jìn)行優(yōu)化，可以考慮是否能夠?qū)Σ糠至鞒踢M(jìn)行簡(jiǎn)化，省略不必要的步驟，從而提高機(jī)器人操作效率。比如在原有機(jī)器人操作流程當(dāng)中，機(jī)器人要重復(fù)從沖床中抓取鍛打產(chǎn)品，兩個(gè)動(dòng)作來(lái)回必然會(huì)造成時(shí)間浪費(fèi)，而如果在機(jī)器人第一次將產(chǎn)品送入沖床時(shí)，抓手直接在原地等待，等到鍛造完成后直接抓取出來(lái)，這樣就會(huì)省去中間往返的時(shí)間。機(jī)器人的存在實(shí)際上與鍛造沖床工位并無(wú)沖突，所以這種優(yōu)化思路理論上具有可行性。該項(xiàng)目經(jīng)過(guò)機(jī)械工程師和編程人員的反復(fù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)繪模擬，也充分證實(shí)了這種優(yōu)化方法是可以實(shí)現(xiàn)的，最后經(jīng)過(guò)對(duì)機(jī)器人操作動(dòng)作的改變以及對(duì)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(dòng)化生產(chǎn)線粘膜問(wèn)題突出

除了鍛造效率低下問(wèn)題以外，產(chǎn)品粘模具問(wèn)題在該項(xiàng)目當(dāng)中體現(xiàn)的也比較明顯，出現(xiàn)該類(lèi)問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)線停滯，影響生產(chǎn)進(jìn)度。造成該類(lèi)問(wèn)題發(fā)生的原因主要是鍛造工藝需要在高溫環(huán)境下進(jìn)行，產(chǎn)品融化后容易與模具產(chǎn)生黏連。針對(duì)該類(lèi)問(wèn)題，主要有四種應(yīng)對(duì)思路：一是通過(guò)人工對(duì)黏膜部分清理;二是給模具涂抹脫模劑，增加模具的潤(rùn)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(jī)設(shè)備，通過(guò)液壓作用實(shí)時(shí)將鍛打產(chǎn)品從模具上頂下來(lái)，這樣可以有效避免黏膜問(wèn)題的發(fā)生;四是通過(guò)改變模具設(shè)計(jì)來(lái)提高模具防黏性能，從而避免黏膜問(wèn)題的發(fā)生。

人工敲打清理黏膜物質(zhì)的方法需要耗費(fèi)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(lái)則更為方便，但是在該項(xiàng)目的鍛造自動(dòng)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(xiàng)機(jī)械化的工作，可以通過(guò)人們觀感、手感等，來(lái)對(duì)脫模劑的使用情況進(jìn)行合理控制，比如用量多少等。而自動(dòng)化生產(chǎn)模式下，脫模劑的使用直接由機(jī)器人完成，機(jī)器人只是專注執(zhí)行一種程序指令，至于這個(gè)指令正確與否，執(zhí)行的是否完善，機(jī)器人并不會(huì)做出主觀判斷，但是根據(jù)車(chē)間實(shí)際生產(chǎn)情況的變化，脫模劑的噴涂量并不會(huì)一直固定不變。對(duì)此，我們借鑒上文提到的使用液壓機(jī)把黏膜產(chǎn)品頂出來(lái)的思路，關(guān)鍵點(diǎn)在于如何精確控制自動(dòng)化液壓機(jī)作業(yè)時(shí)間點(diǎn)，讓它能夠在產(chǎn)品鍛打的一瞬間就把產(chǎn)品頂出來(lái)。要實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)，需要綜合考量壓機(jī)行程、下來(lái)的時(shí)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。基于此，該項(xiàng)目設(shè)計(jì)過(guò)程中轉(zhuǎn)變了固有思路，考慮到電氣控制效果無(wú)法得到實(shí)現(xiàn)，可以使用機(jī)械直接控制來(lái)實(shí)現(xiàn)。與電氣控制相比，機(jī)械控制的時(shí)間節(jié)點(diǎn)都是明確的，可以有效保證作業(yè)節(jié)點(diǎn)的緊密性。對(duì)此，我們進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)：將自動(dòng)化液壓機(jī)設(shè)備原有的控制機(jī)構(gòu)拆除，而后重新裝上了機(jī)械控制機(jī)構(gòu)，通過(guò)硬彈簧機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)每次打擊回來(lái)的瞬間將產(chǎn)品頂出來(lái)，這樣產(chǎn)品與模具接觸的時(shí)間就會(huì)大大縮短，黏膜問(wèn)題會(huì)得到有效改善。

三、 結(jié)語(yǔ)

綜上，項(xiàng)目通過(guò)更改模具和動(dòng)作，整個(gè)生產(chǎn)節(jié)拍縮短了三分之一;通過(guò)拆除液壓控制機(jī)構(gòu)，換上機(jī)械機(jī)構(gòu)，在硬彈簧機(jī)構(gòu)的作用下實(shí)現(xiàn)每次打擊回來(lái)的瞬間將產(chǎn)品頂出來(lái)，解決了黏膜問(wèn)題。項(xiàng)目鍛造自動(dòng)化產(chǎn)線的順利實(shí)施，不僅為該項(xiàng)目企業(yè)解決了長(zhǎng)期以來(lái)滯留的問(wèn)題，而且也為整個(gè)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(shí)，該項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中也積累了相當(dāng)豐富鍛造自動(dòng)化產(chǎn)線優(yōu)化改進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，這對(duì)于幫助其他同類(lèi)產(chǎn)品企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)線升級(jí)改造具有重要意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙帥，劉作樂(lè)，薛洪志，等.基于現(xiàn)場(chǎng)總線的鍛造自動(dòng)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(dòng)化發(fā)展問(wèn)題與對(duì)策分析[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2016（27）：1928.

[3]聶波.機(jī)器人自動(dòng)生產(chǎn)線的工藝分析與總體設(shè)計(jì)研究[J].速讀旬刊，2015（11）.

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

作者簡(jiǎn)介：? 曹石松，南京力泰智能科技有限公司。