 李和平，助理工程师，主要从事汽车冲压线压力机电气部分维修、维护保养及改造工作。 本文介绍了冲压自动化线为提升生产切换效率，在现有设备状态下，通过采取优化自动换模流程、优化机械手端拾器更换、增加安全光栅等手段，提升了生产效率。 随着国内汽车工业的高速发展，冲压自动化程度越来越高。各种自动化设备日新月异，国内外各大冲压自动化供应商不断推出各种自动化方式提升冲压自动化线的自动化效率。而已经建成的冲压自动化线在生产效率、生产节拍、设备维护等各方面都只能通过不断技术改造提升其相应水平。本文以上汽通用五菱重庆工厂冲压车间A线为研究对象，在当前设备技术状态下通过技术改造提升生产切换效率；该生产线为国内某机床厂生产，由1台2250t和3台1000t机械压力机组成；自动化系统由瑞士某企业提供，包括线首上料系统、拆垛系统、五台单臂机械手、线尾系统等，整线全封闭，设计节拍8～12SPM。 生产切换生产切换即前一套模具最后一件生产完成后到开始生产下一套模具冲压件之间所必须完成的辅助工作，在目前的设备状态下要想提升生产效率，降低生产切换这一时间段耗时是最具成果的工作。 出于成本及其他因素的考虑，在本生产线设计时并未考虑机械手端拾器自动更换技术、线尾自动装框技术、线首自动上料技术等在产品切换时能快速提升工作效率的方案。 当前的产品切换在进行改造前的产品切换，进行的工作主要包括：六台机械手端拾器更换、模具更换、线首上料系统更换、生产前各项参数确认检查，总计耗时平均9分钟。各项工作进行的时间及前后关系如图1所示。 在目前设备和人员分工状态下，上料系统由后勤人员完成工作，且由于处于独立的工作系统，除自动上料系统会带来人员的优化，当前状态无法进行优化。整线的模具切换工作与端拾器更换占据了整个产品切换时间的百分之九十。因此，如何降低模具切换和端拾器更换时间成为改造的重点方向。  图1 切换各项工作所用时间 模具切换与端拾器更换模具切换 改造前模具切换设计已经在上汽通用五菱各生产线使用近10年之久，经过长期的优化形成了如图2所示的流程。  图2 当前自动换模流程图 对于上述流程中在本生产线中相对于以前的生产线有以下两点改进。 第一：主电机驱动采用AB 755系列8或10框架变频器，该变频器能提供60s的150%过载额定值，3s的180%过载额定值，因此在设计中，主电机在第一次调整到8的节拍转速后，设定固定的平衡器风压0.58MPa，可满足拆装模的任何需求，在模具切换过程中不再需要频繁切换主电机转速及调整平衡器风压。 第二：在生产线前期设计中，气垫高度的调整被独立出来进行，后期在气垫结构上考虑，将高度调整与气垫压力及封闭高度调整同时进行，节省了2250t气垫高度调整的时间。 端拾器更换 机械手端拾器对于不同的模具需要不同的端拾器。因此，更换是每套产品切换必须的工作，其主要操作是将上一套模具端拾器拆卸下来，放到端拾器固定位置，再将下一套模具的端拾器安装上，整个过程由线尾装框（本生产线无自动装框系统）人员及巡线操作人员完成。由于每套端拾器的重量、结构、以及更换人员的身体素质等差异，不同端拾器的更换时间会有所差异，平均每套端拾器更换时间控制在2min以内。 模具切换与端拾器更换的改造 从图1的分析可以看出，端拾器更换与模具切换分属两项不同的工作，但是鉴于安全及整线封闭等原因，在实际生产切换中，两者是无法同时进行；通过上述两点的分析，将两者同时进行能至少节省2min的切换时间，这将极大提升冲压生产效率。 为实现两者同时进行的目标，对图2的流程进行了具体分析，虚线框内的动作时间在实际工作中耗时至少2min，且能有效避开滑块动作的执行，因此，在这一时间段进入更换端拾器将能实现切换模具与端拾器更换同时进行。 为保障更换端拾器人员安全，在压力机立柱上安装安全光栅，以实现压力机执行动作区域独立，将机械手端拾器更换位置释放。 由于在更换端拾器期间内，自动切换模具正常进行，人员在有意无意中闯入光栅区域将导致模具切换立即终止，如果在本周期内无法正常更换完成，滑块会停在上死点等待，这保障了人员安全。图3所示为自动换模时使用的安全光栅。  图3 自动换模时使用的安全光栅 结束语经过优化后，本生产线产品切换时间控制在7分钟内，显著提升了产品切换效率。虽然目前部分厂家提供带有自动更换端拾器、自动上料装框等生产线，但与本生产线仍然是无法比拟的。在目前条件下，对成本、人力等因素综合考虑，在设备的基础上对其进行改造仍然是提升效率的不二选择。 作者简介： |
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