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鐘型殼鍛壓生產(chǎn)自動(dòng)化連線
1：項(xiàng)目背景及基本要求
客戶汽配根據(jù)自身發(fā)展需要擬對(duì)現(xiàn)鐘型殼鍛壓生產(chǎn)線進(jìn)行自動(dòng)化升級(jí)改造，整線擬導(dǎo)入關(guān)節(jié)機(jī)器人全面替換人力勞動(dòng)、提升總體作業(yè)效率及企業(yè)運(yùn)行水平。
下圖示意的是該鍛壓線的現(xiàn)狀情況：
鍛前加熱以8秒左右的節(jié)拍向鍛壓線供料；
進(jìn)入鍛壓線后由人工進(jìn)行各鍛壓工序件的轉(zhuǎn)運(yùn)直至進(jìn)入“零件保溫”設(shè)備；
鍛壓線由三序組成、其中首末工序需要對(duì)鍛造模具涂覆“鍛造脫模脂”，現(xiàn)狀由2名操作者分別實(shí)施。（該工藝保障部分單獨(dú)考量、本方案僅規(guī)劃出相應(yīng)裝備的安裝空間、其余未涉及。）
現(xiàn)狀鍛壓線的標(biāo)準(zhǔn)崗位配置為6人，其中4人負(fù)責(zé)工序間轉(zhuǎn)運(yùn)、2人負(fù)責(zé)鍛造脫模脂供給。
2：鍛造零件情況說(shuō)明
2-1：鐘型殼零件概述
1）零件重量：小于3KG；
2）夾持尺寸：D60~D100，即各工序間夾持位置的徑向變化為40mm；
3）工作環(huán)境：各工序件均為高溫轉(zhuǎn)運(yùn)；
4）作業(yè)節(jié)拍：需要將節(jié)拍控制在10秒以內(nèi)。
2-2：鐘型殼零件示意
該鐘型殼零件通過(guò)熱軋完成、需要保證鍛壓作業(yè)時(shí)零件的溫度，因此需要注意轉(zhuǎn)運(yùn)環(huán)節(jié)節(jié)拍的控制、以減少溫度的損失。末鍛（3序）的零件溫度需大于580度。
3：自動(dòng)連線方案簡(jiǎn)述
（注：該鍛壓線可能會(huì)加工不同的零件，本方案以前述鐘型殼為參照闡述。）
3-1：方案思路
基于與西馬的細(xì)致溝通擬定如下方案思路：
1） 對(duì)現(xiàn)狀四柱鍛壓機(jī)設(shè)置進(jìn)行必要的布局調(diào)整；
2） 鍛壓機(jī)的調(diào)整需要兼顧工序件上下料、鍛壓模具的更換調(diào)整、鍛造脫模脂的工藝供給等；
3） 各工序間全部通過(guò)關(guān)節(jié)機(jī)器人連接、實(shí)現(xiàn)對(duì)人力的完整替代；
4） 增加鍛前工件定位機(jī)構(gòu)、實(shí)現(xiàn)工件的定位抓??；
5） 抓取夾具夾持位置采用V型槽結(jié)構(gòu)、增加夾持適應(yīng)性。
按照以上思路、鐘型殼鍛壓生產(chǎn)線將實(shí)現(xiàn)通過(guò)機(jī)器人替換人力，使生產(chǎn)線的人力勞動(dòng)強(qiáng)度極大降低、綜合生產(chǎn)效率得到提高，實(shí)現(xiàn)鍛壓生產(chǎn)線的自動(dòng)化。
3-2：方案布局
該方案規(guī)劃4套機(jī)器人分別完成：
1） 鍛壓加工工序1設(shè)備上料；
2） 將工序1加工件轉(zhuǎn)運(yùn)至工序2、實(shí)現(xiàn)鍛壓加工工序2的上料；
3） 將工序2加工件轉(zhuǎn)運(yùn)至工序3、實(shí)現(xiàn)鍛壓加工工序3的上料；
4） 將工序3加工件（鍛壓成品）轉(zhuǎn)運(yùn)至滑道，零件通過(guò)滑道進(jìn)入下工序。
布局示意如下：
由于零件的高溫狀態(tài)、考慮對(duì)零件的夾持及防護(hù)，專用夾具需要一定的懸臂、以利于夾具的隔熱防護(hù)和方便夾具進(jìn)入模具工作區(qū)域?qū)嵤?duì)零件的抓取。
考慮到夾持夾具的懸臂因素并結(jié)合工件重量及工作范圍要求，機(jī)器人的負(fù)載能力按20KG級(jí)規(guī)劃。
機(jī)器人作業(yè)護(hù)欄可以按現(xiàn)狀思路考慮、建議按示意位置設(shè)置檢修門，檢修人員進(jìn)入護(hù)欄內(nèi)時(shí)機(jī)器人不能自動(dòng)運(yùn)行。
機(jī)器人控制器按圖示規(guī)劃置于護(hù)欄外。
機(jī)器人安裝座需要通過(guò)地腳螺栓可靠的予以固定，地腳螺栓建議采用大于M16的標(biāo)準(zhǔn)品通過(guò)混泥土二次澆注固定在地面上。
鍛壓設(shè)備需要按圖示進(jìn)行位置調(diào)整，這是協(xié)調(diào)考慮上下料、模具更換、鍛造脫模脂供給、安裝及檢修維護(hù)等因素的結(jié)果。
液壓站系統(tǒng)和鍛壓機(jī)間建議保持1200MM以上的間距、便于維護(hù)及后續(xù)工藝裝備的安裝。
下面的工藝平面布局圖給出了鍛壓設(shè)備調(diào)整的建議尺寸及總體平面需求。
液壓站系統(tǒng)和壓機(jī)之間的間距為1200mm，用作檢修和維護(hù)通道，后期的鍛造脫模脂的供給設(shè)備也可以考慮安裝在這個(gè)間距里，另外如果相應(yīng)工藝裝備允許、亦可將其安裝在圖示TMZ位置。
3-3：生產(chǎn)組織及節(jié)拍簡(jiǎn)述
鍛壓線自動(dòng)連線改造完成后、將減少目前的每班4名操作者。待鍛造脫模脂自動(dòng)加注改造后、整過(guò)鍛壓線將實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化。
【生產(chǎn)節(jié)拍預(yù)估】
三序鍛壓機(jī)的加工節(jié)拍基本一致且小于鍛前加熱設(shè)備的出料節(jié)拍，機(jī)器人的抓取、轉(zhuǎn)運(yùn)、釋放等動(dòng)作的耗時(shí)在7秒左右，綜合考慮可以按10秒（保守預(yù)估）作為鍛壓線的出料節(jié)拍。
按此節(jié)拍計(jì)算、設(shè)備利用率按90%考慮、則全天單線可生產(chǎn)（鐘型殼）超過(guò)7700件（24*0.9*60*60/10=7776）。單班8小時(shí)作業(yè)的產(chǎn)量在2600件左右。
【方案實(shí)施注意事項(xiàng)】
在該自動(dòng)化生產(chǎn)方案中、需要注意以下幾點(diǎn)：
1） 機(jī)器人的抓取需要確定的位置、因此鍛前加熱的工件經(jīng)料道的傳遞后需要經(jīng)工件定位機(jī)構(gòu)進(jìn)行預(yù)定位；
2） 鍛壓設(shè)備需要按示意位置及尺寸進(jìn)行必要的調(diào)整；
3） 機(jī)器人在快速轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中有慣性的存在、因此務(wù)必安裝穩(wěn)定可靠。其安裝基座建議用現(xiàn)澆地腳螺釘可靠固定；
4） 由于工作環(huán)境有粉塵、機(jī)器人的關(guān)節(jié)位置需要作必要的防護(hù)；
5） 脫模脂供給設(shè)備的安裝空間請(qǐng)客戶作必要的評(píng)估以判斷平面布局的合理性；
6） 不建議操作者與機(jī)器人配合作業(yè)、機(jī)器人工作建議在獨(dú)立的空間內(nèi)進(jìn)行，因此需設(shè)置安全防護(hù)圍欄。
4：主要工藝裝備
5：補(bǔ)充說(shuō)明
1：本文件未對(duì)一切技術(shù)細(xì)節(jié)作出規(guī)定，未充分引述有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的條文。
2：本方案未盡事宜，雙方協(xié)商完善。
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