鍛造行業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度大，工作環(huán)境差，人員難招已是普遍現(xiàn)象，如何開(kāi)展自動(dòng)化和少人化是我們一直以來(lái)研究的課題。我公司現(xiàn)有4000 噸熱模鍛生產(chǎn)線主要生產(chǎn)重型法蘭叉和焊接叉等傳動(dòng)軸鍛件，每班人員配置6 名，勞動(dòng)密集，高溫作業(yè)下工作環(huán)境差，員工勞動(dòng)強(qiáng)度很大，且生產(chǎn)效率低。因此，我公司積極探索鍛造自動(dòng)化的改造升級(jí)，本文將介紹我公司4000 噸熱模鍛設(shè)備工藝流程再造研發(fā)應(yīng)用。
實(shí)現(xiàn)在熱模鍛設(shè)備上直接切邊
傳統(tǒng)工藝流程是在熱模鍛上鍛打，然后將成形鍛件放入輸送機(jī)送到?jīng)_床邊接料口，配置一臺(tái)沖床和一名操作工進(jìn)行切邊。項(xiàng)目組利用4000 噸設(shè)備寬臺(tái)面，根據(jù)鍛件最大尺寸，在主機(jī)下模架上加工鍛件落料口，切邊模座安裝在鍛件落料口上面并與模架主墊板中T形槽用壓板壓緊，然后下模安裝在模座上壓緊。在上模架上加工切邊上模螺桿沉孔，螺桿通過(guò)沉孔與沖模用螺帽擰緊。這樣解決了傳統(tǒng)工藝流程既增加投資成本，又增加生產(chǎn)場(chǎng)地沖床進(jìn)行切邊的難題，實(shí)現(xiàn)了在熱模鍛設(shè)備上直接切邊，如圖1 所示。鍛件和飛邊在主機(jī)中輸出改造
鍛件和飛邊處理改造前，是在沖床上切邊后，鍛件進(jìn)入落料口，然后手動(dòng)推入料桶內(nèi)；由于飛邊在切邊模上，需人工鉗住飛邊放入飛邊桶內(nèi)，鍛件和飛邊完全靠人工處理。對(duì)此，項(xiàng)目組按照切邊模座高度，設(shè)計(jì)制作飛邊接送斗，只要操作工將飛邊放到接送斗上，飛邊就自動(dòng)滑到飛邊桶內(nèi)；在落料口下面設(shè)計(jì)制作鏈條輸送機(jī)，切邊后鍛件通過(guò)落料口進(jìn)入輸送機(jī)上自動(dòng)送到料桶內(nèi)，如圖2 所示。對(duì)中頻爐加熱半自動(dòng)上料改造
在改造前，在中頻爐爐膛下面制作一個(gè)平臺(tái)，將裝滿剪好棒料的桶吊到平臺(tái)上，員工站在平臺(tái)上，棒料上料加熱是用人工將棒料放到中頻爐膛口用氣缸推入爐膛內(nèi)，然后人工再放上一段進(jìn)行循環(huán)操作。項(xiàng)目組在重型棒料無(wú)法實(shí)現(xiàn)階梯式自動(dòng)上料情況下，結(jié)合重型棒料加熱時(shí)間長(zhǎng)的實(shí)際，設(shè)計(jì)制造提升式半自動(dòng)上料機(jī)，通過(guò)間斷性連續(xù)人工放料后自動(dòng)提升用氣缸自動(dòng)推料加熱，如圖3 所示。適應(yīng)多品種小批量頂料裝置改造
通常機(jī)器人適用于大批量少品種的一個(gè)流式生產(chǎn)作業(yè)方式，如何使多品種小批量生產(chǎn)作業(yè)方式的零部件企業(yè)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人自動(dòng)化操作應(yīng)用。特別是在鍛造環(huán)境下不可控因素較多，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人自動(dòng)化操作難度較大。項(xiàng)目組為了適應(yīng)多品種小批量鍛造機(jī)器人自動(dòng)化操作，按照機(jī)器人爪手的寬度在滑道上橫向設(shè)計(jì)抓取缺口，在縱向設(shè)計(jì)可根據(jù)棒料長(zhǎng)度人工調(diào)節(jié)的頂料裝置，按不同棒料長(zhǎng)度對(duì)頂料裝置進(jìn)行人工調(diào)節(jié)，使機(jī)器人抓取的棒料始終在中間位置，如圖4 所示。編制不同鍛件生產(chǎn)工藝流程機(jī)器人操作程序
根據(jù)不同鍛件的生產(chǎn)工藝流程，編制機(jī)器人抓取棒料自動(dòng)送到預(yù)鍛工位，編制了如下的四大類工藝程序：
第一類：鐓4(鐓粗四工位鍛件)。毛坯中頻加熱后—輸送到滑道定位機(jī)構(gòu)—機(jī)器人夾取毛坯送到鐓坯位—鐓坯完成—機(jī)器人夾取工件送到粗鍛工位—粗鍛完成—人工夾取工件至終鍛位—終鍛完成—人工夾取工件至切邊位—切邊完成—落料，示意圖如圖5 所示。第二類：鍛3(三工位鍛件)。毛坯中頻加熱后—輸送到滑道定位機(jī)構(gòu)—機(jī)器人夾取毛坯送到等待位—壓機(jī)打擊完成—機(jī)器人夾取工件送到粗鍛工位—粗鍛完成—人工夾取工件至終鍛位—終鍛完成—人工夾取工件至切邊位—切邊完成—落料，示意圖如圖6 所示。第三類:鐓3(鐓粗三工位鍛件)。毛坯中頻加熱后—輸送到滑道定位機(jī)構(gòu)—機(jī)器人夾取毛坯送到鐓坯位—壓機(jī)打擊完成—機(jī)器人夾取工件送到精鍛工位—精鍛完成—人工夾取工件至切邊位—切邊完成—落料，示意圖如圖7 所示。第四類:鍛2(二工位鍛件)。毛坯中頻加熱后—輸送到滑道定位機(jī)構(gòu)—機(jī)器人夾取毛坯送到壓機(jī)口等待—人工按鈕確認(rèn)上料—機(jī)器人夾取工件送到精鍛工位—精鍛完成—人工夾取工件至切邊位—切邊完成—落料，示意圖如圖8 所示。根據(jù)不同鍛件不同生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)編制不同四類生產(chǎn)工藝的機(jī)器人送到預(yù)鍛工位的程序，在操作柜觸摸屏中有程序選擇界面，開(kāi)機(jī)后根據(jù)提示可進(jìn)行工藝生產(chǎn)程序選擇，操作人員進(jìn)行程序選擇后，啟動(dòng)系統(tǒng)，PLC 自動(dòng)調(diào)用機(jī)器人內(nèi)相應(yīng)程序進(jìn)行生產(chǎn)，如圖9 所示。
對(duì)可拆卸的加力桿研究
重型鍛件在人工鍛打工序和切邊時(shí)勞動(dòng)強(qiáng)度大，特別是15 公斤以上鍛件，人工取料困難甚至無(wú)法挪動(dòng)。按照模具高度以及主墊板有T 形槽結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)制作加力桿，右邊在主墊板T 形槽用螺桿固定，左邊在床身焊接定位槽。鍛件移動(dòng)重力在加力桿上，使員工可以輕松進(jìn)行鍛件移動(dòng)，如圖10 所示。
