精誠工科汽車系統(tǒng)有限公司 河北 保定 宋國橋
摘要：建設(shè)全自動的內(nèi)高壓成形生產(chǎn)線是目前降低內(nèi)高壓零件生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率的最有效途徑。經(jīng)實際生產(chǎn)經(jīng)驗積累，對建設(shè)全自動內(nèi)高壓成形生產(chǎn)線的關(guān)鍵影響因素做簡要分析闡述。其影響因素主要有：全自動生產(chǎn)線布局、柔性化生產(chǎn)、綜合可動率、防錯及不合格品追蹤等。
關(guān)鍵詞：內(nèi)高壓成形、柔性化生產(chǎn)、綜合可動率、防錯；
1.前言
隨著汽車產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展以及國內(nèi)市場的飽和，成本與品質(zhì)成為各大主機(jī)廠首要考慮的因素，進(jìn)而滲透到各零部件生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)。所以建設(shè)全自動的內(nèi)高壓成形生產(chǎn)線，對提高內(nèi)高壓產(chǎn)品品質(zhì)及生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本至關(guān)重要。
2. 全自動內(nèi)高壓成形生產(chǎn)線關(guān)鍵影響因素
2.1全自動內(nèi)高壓成形生產(chǎn)線工藝路線及布局：
當(dāng)前市場上的內(nèi)高壓成形生產(chǎn)線多為手動線，僅有少數(shù)公司建立了自動化生產(chǎn)線。但存在工藝路線不科學(xué)、布局不合理的問題。通過對標(biāo)國際先進(jìn)內(nèi)高壓成形自動化生產(chǎn)線，使Siemens Step7軟件模擬分析確定各設(shè)備單元最佳位置，并結(jié)合未來主流內(nèi)高壓產(chǎn)品工藝規(guī)劃，確定最終線體工藝路線及布局。線體由彎管、預(yù)成形、涂油、終成形、激光切割、打標(biāo)、清洗7道工序組成，一個流生產(chǎn)，實現(xiàn)了布局緊湊，占地面積小的目的。（如圖一）
圖一 內(nèi)高壓成形自動化生產(chǎn)線
2.2全自動內(nèi)高壓成形生產(chǎn)線柔性化生產(chǎn)：
線體柔性化是通過線體手動生產(chǎn)模式與自動生產(chǎn)模式兼具無障礙切換，線體內(nèi)各生產(chǎn)設(shè)備單元化管理、根據(jù)產(chǎn)品及工藝需要隨機(jī)性投入生產(chǎn)等整線工藝方案，實現(xiàn)多種產(chǎn)品共線生產(chǎn)，達(dá)到了線體加工能力的最大化。
2.3全自動內(nèi)高壓成形生產(chǎn)線綜合可動率、生產(chǎn)效率：
整線綜合可動率和生產(chǎn)效率是評價自動化生產(chǎn)線的重要指標(biāo)之一。通過模具、工裝、整線工藝程序的快速切換，以及通過機(jī)器人端拾器、管端抓取機(jī)構(gòu)、自動切換盤、上件模式的創(chuàng)新等，提升整線綜合可動率為80%~85%、節(jié)拍為36秒/沖程，處于行業(yè)領(lǐng)先水平。
a)機(jī)器人端拾器：機(jī)器人端拾器是機(jī)器人抓取零件的主要工具。現(xiàn)在為提高生產(chǎn)效率，多采用兩個或多個產(chǎn)品同時生產(chǎn)，所以要求機(jī)器人端拾器也能同時抓取多個零件。為確保被拾取物的最大重量，端拾器的自身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與重量成為兩個相互矛盾的設(shè)計要素。也是內(nèi)高壓自動化線體提高生產(chǎn)效率的主要瓶頸之一。
通過采用鋁合金或碳纖維材料框架及腳座，制件抓取機(jī)構(gòu)采用鉤銷加真空吸盤或電磁鐵形式（鉤銷勾取制件兩端，真空吸盤或電磁鐵固定制件中間位置）。解決了端拾器結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，重量輕，載重比大的瓶頸問題，同時實現(xiàn)了三種姿態(tài)制件的一次取放，運動慣性小，能安全、平穩(wěn)、高效的執(zhí)行各種動作。
b)自動切換轉(zhuǎn)盤：在產(chǎn)品種類切換時，通常機(jī)器人將原產(chǎn)品端拾器卸掉用專用小車運走，然后再運來新產(chǎn)品端拾器，并操作機(jī)器人抓取。此過程需兩名專業(yè)的技術(shù)人員操作，4臺機(jī)器人切換完成將耗時40分鐘。我司優(yōu)先的設(shè)計并使用端拾器自動切換轉(zhuǎn)盤，在正常生產(chǎn)時就將待切換產(chǎn)品的抓具由小車運至更換臺（可存放兩套抓具，更換臺中間設(shè)有安全擋板），切端拾器時只需在整線控制面板選擇要切換的機(jī)器人，調(diào)取產(chǎn)品切換程序，通過更換臺的自動旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)所有抓具一鍵切換，過程穩(wěn)定效率高。切換4臺機(jī)器人端拾器換型時間僅為10分鐘，只需一名普通的操作人員。
c)上件模式：基于人機(jī)工程學(xué)考慮，采用側(cè)斜直立上件滑臺，降低制件上件重心，減少工作量，增加操作舒適度。
2.4全自動內(nèi)高壓成形生產(chǎn)線防錯
任何生產(chǎn)過程中必然會有不合格品的產(chǎn)生，如果不合格產(chǎn)品流入到后續(xù)工序，甚至安裝到整車上，將導(dǎo)致巨大的售后服務(wù)費用及客戶信任度下降。通過采用核心設(shè)備計算機(jī)閉環(huán)控制技術(shù)及整線信息化控制技術(shù)，實現(xiàn)了不合格品“0”流出。
a)基于超高壓穩(wěn)定密封和充液成形系統(tǒng)的計算機(jī)閉環(huán)實時控制，通過對加載曲線高精度跟蹤，預(yù)警終成形工序工件異常狀態(tài)，能100%防止有開裂缺陷的零部件流出。
b)整線控制程序具備故障診斷和零件追蹤功能（整線各設(shè)備相關(guān)信息形成SQL數(shù)據(jù)庫與MES系統(tǒng)進(jìn)行交換），對各工序零部件異常狀態(tài)進(jìn)行預(yù)警，有效防止不合格品流出。
參考文獻(xiàn)：
1.苑世劍《現(xiàn)代液壓成形技術(shù)》北京：國防工業(yè)出版社、2009
2.王強(qiáng)《內(nèi)高壓成形工藝與設(shè)備的新進(jìn)展》鍛壓裝備與制造技術(shù)、2003
