JIER自動化生產(chǎn)線ADC換模時(shí)間的優(yōu)化

一汽大眾成都工廠于2011年2月引入國內(nèi)第一條濟(jì)南二機(jī)床6900t全自動化壓力機(jī)生產(chǎn)線，整條全自動化生產(chǎn)線于2012年6月投入使用，但整線更換時(shí)間平均為327s，本文通過對整個(gè)自動化換模過程的分解以及對影響換模過程的相關(guān)模具的換模高度進(jìn)行優(yōu)化，經(jīng)過反復(fù)優(yōu)化及測試，最終整線自動化更換模具時(shí)間達(dá)到平均271s，整線更換模具時(shí)間減少了56s，平均每天4次更換模具，減少換模停臺224s，提高了整線生產(chǎn)效率。
 

ADC自動化換模原理
 

沖壓生產(chǎn)線在不同車型模具切換時(shí)，設(shè)備提供ADC（Auto Die Change）自動換模功能。在操作者正確設(shè)置模具配方等參數(shù)及啟動ADC后，設(shè)備將自動更換下套模具及自動化端拾器，整個(gè)換模過程只需操作者輸入配方后，啟動換模過程。換模時(shí)間為從上套模具在設(shè)備清空過程中出最后一個(gè)件，到下一套模具更換之后，出第一個(gè)件的時(shí)間。
 

ADC換模流程分解
 

對整個(gè)換模過程進(jìn)行分解，一共形成27個(gè)自動換模步驟，如圖1所示；并對每個(gè)步驟的時(shí)長進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分解，如圖2所示；而且還對可能優(yōu)化的步驟進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，最后形成了七項(xiàng)可優(yōu)化的項(xiàng)目，分別是⑴提升主電機(jī)裝模行程次數(shù)；⑵提升壓機(jī)移動工作臺高速運(yùn)行速度；⑶提升換模小車高速運(yùn)行速度；⑷ADC結(jié)束后整線自動切換到自動模式；⑸壓機(jī)速度提升到生產(chǎn)設(shè)定速度；⑹機(jī)械手真空閥吸氣設(shè)置；⑺優(yōu)化每套模具換模高度。

圖1 ADC自動化換模流程

圖2 自動化換模流程時(shí)間分解圖

ADC換模優(yōu)化項(xiàng)目

提升主電機(jī)裝模行程次數(shù)

更改前主電機(jī)裝模行程次數(shù)5spm；更改后主電機(jī)裝模行程次數(shù)8spm，如圖3所示。

圖3 主電機(jī)裝模次數(shù)

備注：換模啟動時(shí)，主電機(jī)速度要調(diào)節(jié)到裝模行程次數(shù)，提升該次數(shù)將減少調(diào)速的時(shí)間及滑塊運(yùn)行。

提升壓機(jī)移動工作臺高速運(yùn)行速度

更改前壓機(jī)移動工作臺高速運(yùn)行速度14m/min；更改后壓機(jī)移動工作臺高速運(yùn)行速度15m/min，如圖4所示。

圖4 工作臺高速設(shè)定值

備注：機(jī)械設(shè)計(jì)要求最高速不能超過18m/min。

提升換模小車高速運(yùn)行速度

更改前壓機(jī)移動工作臺高速運(yùn)行速度12m/min；更改后壓機(jī)移動工作臺高速運(yùn)行速度14.5m/min，如圖5所示。

圖5 換模小車高速設(shè)定值

備注：機(jī)械設(shè)計(jì)要求最高速不超過15m/min。

ADC結(jié)束后整線自動切換到自動模式

更改前需要操作者判斷自動換模是否結(jié)束，確認(rèn)結(jié)束后手動切換到自動模式。如果切換過早，則會造成整線報(bào)警停機(jī)；如果切換過晚，則延長ADC時(shí)間；更改后優(yōu)化程序，在自動換模結(jié)束后，程序判斷自動切換到自動模式，如圖6所示。

圖6 自動切換到自動模式

壓機(jī)速度提升到生產(chǎn)設(shè)定速度

更改前換模結(jié)束后壓機(jī)速度固定停留在8spm，在切換到自動模式后，速度提升到生產(chǎn)設(shè)定速度；更改后換模過程中，當(dāng)滑塊夾緊新模具上模到TDC后，在調(diào)整裝模高度過程中，就開始提升主電機(jī)速度到生產(chǎn)設(shè)定速度，如圖7所示。

圖7 優(yōu)化主電機(jī)提速時(shí)間

機(jī)械手真空閥吸氣設(shè)置

更改前由于真空閥堵塞等原因，長時(shí)間停線后首次運(yùn)行真空閥建立真空慢，易出現(xiàn)掉件，延長ADC時(shí)間；更改后通過上電按鈕觸發(fā)，在啟動生產(chǎn)前啟動真空閥動作，降低ADC過程中換模結(jié)束后出首件過程的故障率，如圖8所示。

圖8 優(yōu)化機(jī)械手真空閥吸氣設(shè)置

優(yōu)化每套模具換模高度

⑴更改前。

1)對在JIER自動化壓機(jī)線生產(chǎn)的九套模具換模高度和生產(chǎn)高度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)部分模具的換模高度和生產(chǎn)高度還有優(yōu)化的空間，不同模具的換模高度之間也有優(yōu)化的空間。

2)NCS輪罩外板和NCS門檻內(nèi)板OP20與其他模具的換模高度存在較大的差異，高度差達(dá)到了100mm。

⑵更改后。

1)模具的換模高度與生產(chǎn)高度趨于一致，達(dá)到最優(yōu)。不同序模具的換模高度也趨于一致，減少了滑塊調(diào)整時(shí)間，如圖9所示。

圖9 330線模具換模高度

2)NCS輪罩外板和NCS門檻內(nèi)板OP20增加了100mm的模具墊板，與其他模具的換模高度趨于一致，減少了滑塊調(diào)整時(shí)間，如圖10所示。

圖10 模具OP20增加墊板
 

ADC時(shí)間優(yōu)化效果
 

在程序優(yōu)化及換模高度優(yōu)化結(jié)束之后，我們對兩套換模高度非常接近的NCS四門窗框和NF四門窗框進(jìn)行了ADC自動化換模測試，測試結(jié)果如表1所示。
 

表1 NCS/NF四門窗框裝模高度差值對比

優(yōu)化效果
 

對NCS四門窗框和NF四門窗框進(jìn)行了測試：優(yōu)化前ADC時(shí)間為349s，優(yōu)化后ADC時(shí)間為237s，節(jié)省時(shí)間112s。
 

結(jié)束語
 

通過對成都大眾JIER自動化生產(chǎn)線七個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行換模優(yōu)化，提高了整線生產(chǎn)效率。后續(xù)可針對滑塊夾緊器保壓時(shí)間與安全門及側(cè)門起升時(shí)間做硬件的優(yōu)化更換，可更大效率的減少自動更換模具時(shí)間。
 

—— 來源：《鍛造與沖壓》 2019年第8期