沖壓車間的模具保養
根據保養經驗，沖壓車間每生產5000～10000沖次需進行一次保養，以確保模具生產正常。模具保養主要是對模具表面拉傷進行處理、模具刀口間隙調整研配、模具ID檢測確認、感應器檢測確認、螺栓緊固、模具導板/導套的潤滑等工作，每周模具工程師會根據模具的上次保養沖次間隔、模具的零件生產狀態，制定模具PM計劃，根據模具PM計劃開展模具的保養維修工作。每次保養工作，都有標準化文件做指導，標準化文件規定了每次保養要做哪些工作、工作具體如何開展、工作的要點及未做某項工作可能造成的后果，員工根據標準化文件和模具工程師下達的PM計劃開展工作，由此確保模具保持良好的狀態。標準化工作包含了所有線下可以完成的必須工作，部分無法在線下完成的保養工作，需要在生產線上完成，比如說感應器檢測和修復、ID線松動檢測與修復，這兩項工作由于條件限制，線下無手段可以探測，無法在線下完成，檢查內容必須上壓機后才能檢測，未納入標準化工作，但在線完成檢測和修復，又會占用生產線寶貴的生產時間，生產效率低下，造成生產線產能損失。
模具ID檢測技術
如圖1所示，模具感應器是感應零件的位置，一般每序模具有2個感應器，一模雙件的模具一般有4個感應器，即每張板料需要2個感應器，感應器布置在板料對角位置，作用是感應板料放置到位。感應器是壓機的眼睛，當零件放置到位后，告訴壓力機可以進行沖壓，如果感應器感應不到零件，則壓機會停止沖壓，這樣就避免因零件放置不到位造成不合格品的出現。
而模具ID盒是模具“身份證”，壓機通過模具ID盒來識別模具。模具ID盒采用二進制24V高電平有效電路，壓機PLC通過對模具ID盒線路高低電平運算，識別出模具ID，從而與生產線加載的生產參數配方模具ID進行對比，如果不一致則不能進行生產，以確保每副模具上機后，都能夠調用正確的生產參數，從而生產出合格的零件。每副模具都有一個ID盒，模具ID盒通過二進制接線法進行編碼，當由于線松動或者磨損時，會造成生產線識別錯誤從而導致生產線無法生產。沖壓車間模具ID線原檢測方法只能通過在線檢測，在生產線上出問題時，通過排查每一位接線來進行問題解決。(1)離線PM無法直接讀取模具ID號碼，需通過打開ID盒人工識別，如果出現問題，不能有效識別；(2)感應器無法離線檢查確認無故障，該項有需求的PM工作因無檢測方法造成缺失，從而出現故障只能在線處理，影響模具在線生產時間；(3)在線排查問題線路時間較久，發現模具線ID編號不正確后，只能通過手工計算，將模具ID轉化為二進制，再通過生產線PLC檢測，確定問題線路，問題判斷耗時較久，占用生產線生產時間。
模具ID和感應器檢測盒
為了解決現有技術存在的問題，通過現場需求調研，模具ID檢測盒需滿足以下功能需求：(1)實現模具ID離線檢測，消除上壓機檢測吊運和安裝時間的浪費；(2)實現二進制對比功能，通過單片機運算，快速直接將問題線路顯示出來，縮減ID問題查找時間；(1)模具檢測線經過單片機進行運算，計算出模具ID號，并用發光二極管用二進制的方式進行顯示，當發現單片機計算出來的號碼不正確時，通過鍵盤輸入正確的ID號并用發光二極管進行二進制顯示，通過對比兩排發光二極管，快速確定出問題的線號；(2)實現對感應器檢測，由于模具感應器采用的是24V供電，通過變壓器對電池進行升壓，然后通過1號和2號線對感應器進行供電，感應器導通就用數碼管發光表示，從而實現感應器的好壞檢測。
實施方案
(1)設計顯示面板設計上下雙數碼管十進制和雙組發光二極管二進制顯示，二進制發光二極管上下對應排列，便于直觀對比顯示故障ID電路。數碼管采用雙74HC595芯片驅動，高速動態掃描，占用單片機3個引腳；(2)為了實現實時檢測對比功能，該專利采用雙單片機機制，一個負責實時檢測，一個負責對比輸出；(3)單片機使用5V低電平有效，模具ID感應器采用的是24V高電平有效檢測，信號傳遞采用光耦實現光線隔離傳遞，并利用反向電路，實現高低電平反向，高低電平光隔離，有效避免單片機高壓引腳損壞問題，并實現單片機正確探測。
實施難點
(1)由于模具感應器采用24V供電，因此為了實現模具感應器檢測，輸出電源必須用24V，而單片機使用的是5V電源，高低電壓信號轉換隔離問題必須處理好，否則會造成單片機I/O損毀；(2)模具ID編碼采用高電平有效，而單片機默認高電平，需要將ID編碼24V高電平轉化為單片機5V低電平，24V低電平轉化為單片機5V高電平，需要設計轉換電路；為了解決以上兩個技術難點，可采用高低電平光耦隔離方案，高電平光耦導通；低壓端利用10k電阻默認高電平，導通后低電平拉低，從而實現高低電平反向。通過以上電路設計，順利解決高低電平轉換及高低壓安全隔離問題。
模具ID檢測盒介紹
1為ID檢測結果十進制顯示區，2為ID檢測二進制顯示區，3為輸入對比二進制顯示區，4為輸入對比十進制顯示區，5為輸入鍵盤區。在進行模具檢測時，如模具ID號檢測結果為6，則在1處數碼管會顯示6，2處第2和第3發光二極管會點亮，實際上模具ID號為7，在鍵盤上輸入7，在4處會顯示7，在3處會點亮第1，第2，第3號發光二極管，通過上下對比，可知道第1號線路存在問題。模具ID檢測裝置外觀數模圖與實物圖如圖4、圖5所示。
模具ID感應器檢測盒
(1)手持便攜，實現模具ID號離線直接讀取，提高模具問題檢測速度，提高模具線下PM檢查有效性；(2)通過單片機運算，直接將問題線路顯示出來，縮減ID問題查找時間，單次問題查找判斷時間縮短為原來的1/9；(3)可實現所有24V高電平有效二進制ID的離線檢測和24V感應器的故障檢查確認。
模具ID盒帶來的收益
(1)采用該裝置進行模具ID和感應器檢測，直接消除了模具上下壓機吊裝作業和壓機安裝拆卸工作，單次節約3人36分鐘，每年按保養400序模具，直接節約時間706小時，約2.6個人的人工成本；(2)采用該裝置進行離線模具ID和感應器檢測，減少行車使用200小時和試模壓機384小時使用，讓行車和試模壓機有更多的空余時間做其他工作；(3)減少現場行車作業內容，有效地降低了現場行車作業和壓機模具安裝作業安全風險，減輕員工勞動強度；
(4)1個人完成作業，減少現場作業人員和作業間的相互配合工作，減少作業干涉和等待問題；(5)該裝置可直接識別故障ID線路，排查問題時間縮短為原來的1/9，提高工作效率；(6)把離線模具ID和感應器檢測由不可能變成可能，提高模具運行的穩定性，減少生產線停線，提高了生產線生產效率。綜合以上，此模具ID和感應器檢測裝置在降低模修人工成本、提高設備利用率、降低安全隱患、提升工作效率、提高模具運行的穩定性等方面效果顯著。
結束語
通過現場的改進實踐，完成了對單片機PCB板AD軟件設計、單片機C程序編寫keil軟件使用、solidworks數模設計等，完成該產品設計后，沖壓車間實現了離線檢測、線路故障直接判定、感應器離線檢測等功能，將模具ID、感應器檢測離線PM實施從不可能變為現實，有效的降低模具ID和感應器在線故障率，有效降低模具ID線路問題在線處理時間，提高沖壓模具線生產效率，該設備適用于所有24V高電平有效的二進制ID檢測。
