自動(dòng)化鍛造生產(chǎn)線的運(yùn)行管理

文/朱舸，趙帥，宋凱·中國(guó)重汽集團(tuán)濟(jì)南鑄鍛中心

自動(dòng)化鍛造生產(chǎn)線的運(yùn)行管理

文/朱舸，趙帥，宋凱·中國(guó)重汽集團(tuán)濟(jì)南鑄鍛中心

目前，鍛造行業(yè)存在高溫、粉塵、噪聲、振動(dòng)等嚴(yán)重危害操作者身心健康的缺點(diǎn)，因此，鍛造生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化成為行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。中國(guó)重汽集團(tuán)濟(jì)南鑄鍛中心（簡(jiǎn)稱(chēng)濟(jì)南鑄鍛中心）引進(jìn)了KP12500t、MP8000t兩條全自動(dòng)熱模鍛壓力機(jī)生產(chǎn)線，目前這兩條生產(chǎn)線已經(jīng)相繼投產(chǎn)。

自動(dòng)化鍛造生產(chǎn)線如何充分發(fā)揮其應(yīng)有的作用，如何確保生產(chǎn)線長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，成為重要工作內(nèi)容，其中關(guān)于生產(chǎn)線配方管理、運(yùn)行模式、安全、人力組成等方面成為新的管理方向。

生產(chǎn)線配方管理

一條自動(dòng)化生產(chǎn)線可以完成多種產(chǎn)品的生產(chǎn)，產(chǎn)品切換只需要更換設(shè)備工裝、夾具，生產(chǎn)線各單機(jī)設(shè)備不需要更換和調(diào)整。生產(chǎn)線配方是指產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中所需要的所有工藝參數(shù)，包括上下頂出裝置的選擇、頂出時(shí)間和高度，以及潤(rùn)滑劑的噴淋時(shí)間等等。

配方的管理規(guī)范

生產(chǎn)線配方的生成是通過(guò)西門(mén)子上位機(jī)軟件WinCC來(lái)完成的。中控室上位機(jī)管理實(shí)行權(quán)限限制，根據(jù)授權(quán)分為操作員、管理員和編程員。操作員可以根據(jù)產(chǎn)品選擇相應(yīng)的配方下載到主控系統(tǒng)，沒(méi)有權(quán)限生成新配方，也無(wú)法修改原有配方。管理員有權(quán)限生成新的配方，也可以修改原有的配方，但這必須通過(guò)工藝人員的確認(rèn)和許可，新配方完成后應(yīng)立刻退出登錄。編程員主要根據(jù)工藝的需要修改上位機(jī)軟件WinCC程序，添加或刪除某些工藝參數(shù)或者優(yōu)化畫(huà)面等。新的生產(chǎn)配方需要經(jīng)過(guò)工藝人員的確定和審核，生產(chǎn)配方的調(diào)用和下載需要經(jīng)過(guò)生產(chǎn)線負(fù)責(zé)人的批準(zhǔn)。

配方的生成

⑴主控制系統(tǒng)─配方管理。切換產(chǎn)品時(shí)，首先明確該產(chǎn)品整個(gè)生產(chǎn)線的生產(chǎn)工藝。在主畫(huà)面單擊畫(huà)面下方“主機(jī)控制系統(tǒng)”進(jìn)入“主控制系統(tǒng)”，單擊F2按鈕進(jìn)入“主控制系統(tǒng)─配方管理”界面，生成新的主控配方，在新的配方里選擇主機(jī)有無(wú)彎曲操作，是否帶有扭拐機(jī)，機(jī)械手6、7號(hào)的工藝以及測(cè)量臺(tái)3號(hào)的工藝，設(shè)置完成后保存退出登錄。

⑵熱模鍛壓力機(jī)的配方生成。根據(jù)產(chǎn)品的不同，熱模鍛壓力機(jī)采用的工位以及各工位的冷卻潤(rùn)滑時(shí)間也不相同。在主畫(huà)面單擊畫(huà)面中央“熱模鍛壓力機(jī)”進(jìn)入“熱模鍛壓力機(jī)─匯總”界面，單擊F2按鈕進(jìn)入“配方管理”界面，生成新的配方，在新的配方里選擇是否帶有下頂出器、0工位，并調(diào)整冷卻及潤(rùn)滑時(shí)間，完成后保存退出登錄。

⑶其他輔機(jī)的配方生成及程序編寫(xiě)。中控生成配方的同時(shí)需要在設(shè)備已有程序里編寫(xiě)新的程序段，配方只發(fā)送調(diào)用不同產(chǎn)品的程序號(hào)，工藝選擇在本地程序里完成。由主畫(huà)面依次進(jìn)入各輔機(jī)畫(huà)面，單擊F2按鈕進(jìn)入“配方管理”界面。在切邊機(jī)配方管理中生成新的配方并賦以新的程序號(hào)，保存并退出登錄。

⑷機(jī)器人的配方生成及程序編寫(xiě)。機(jī)器人生成配方的同時(shí)需要在機(jī)器人控制器中編寫(xiě)新的子程序，配方只發(fā)送調(diào)用不同產(chǎn)品子程序的程序號(hào)。依次單擊主畫(huà)面中的各個(gè)機(jī)器人圖標(biāo)子畫(huà)面，單擊F9按鈕進(jìn)入機(jī)器人配方管理系統(tǒng)，生成新的配方并賦以新的程序號(hào)，保存并退出登錄。

⑸生產(chǎn)線訂單管理的生成。主控系統(tǒng)和主機(jī)、輔機(jī)以及各機(jī)器人的配方生成后可以分別下載到控制系統(tǒng)中，也可以通過(guò)生成不同的訂單根據(jù)同一產(chǎn)品統(tǒng)一下載到主控系統(tǒng)中。在主畫(huà)面中直接單擊F2按鈕進(jìn)入“生產(chǎn)線─訂單管理”，生成新的訂單，然后在畫(huà)面中選擇主控制系統(tǒng)配方及主機(jī)、輔機(jī)和各機(jī)器人的子配方，保存后退出登錄。

配方調(diào)用

自動(dòng)化生產(chǎn)線配方生成后需要下載到主控制系統(tǒng)中，才能調(diào)用進(jìn)行不同產(chǎn)品的生產(chǎn)控制。調(diào)用方法既可以依次在各個(gè)配方畫(huà)面中分別選擇相應(yīng)的子配方，然后單擊cF4按鈕下載到生產(chǎn)線控制系統(tǒng)中，也可以在“生產(chǎn)線─訂單管理”中選擇相應(yīng)的訂單，單擊cF4按鈕統(tǒng)一下載到生產(chǎn)線控制系統(tǒng)中。當(dāng)配方下載到主控制系統(tǒng)后，系統(tǒng)會(huì)依據(jù)不同配方生產(chǎn)不同的自動(dòng)化產(chǎn)品。

人力組成管理

對(duì)自動(dòng)化鍛造生產(chǎn)線而言，無(wú)論操作人員還是監(jiān)控人員，一般均需要同時(shí)具備多種能力，鍛造行業(yè)從以體力為主的簡(jiǎn)單勞動(dòng)，轉(zhuǎn)變?yōu)橐远喾N專(zhuān)業(yè)技能為基礎(chǔ)的復(fù)雜勞動(dòng)。

表1是抽取了自動(dòng)化鍛造生產(chǎn)線在試生產(chǎn)期間一個(gè)班組的員工能力統(tǒng)計(jì)表，由此可以看出，在自動(dòng)化鍛造生產(chǎn)線上工作人員需要具備鍛造工藝、機(jī)械液壓、電氣自動(dòng)化等專(zhuān)業(yè)知識(shí)，對(duì)于生產(chǎn)線操作人員要求較高。

自動(dòng)化鍛造生產(chǎn)線需要少量更加專(zhuān)業(yè)的人才，為了更好地保證員工的身心健康，我們對(duì)生產(chǎn)線的人員安全有比較嚴(yán)格的管理。

⑴創(chuàng)造安全整潔的工作環(huán)境。嚴(yán)格的勞動(dòng)保護(hù)制度，安全帽、面罩、耳塞、專(zhuān)用口罩、工作服、勞保鞋按照要求佩戴。全面的安全防護(hù)最大程度減少了事故的發(fā)生，形成較好的工作環(huán)境。

⑵人才梯度構(gòu)成。人才梯度以研究生、本科生、大專(zhuān)生、中專(zhuān)技校生多元化學(xué)歷人員構(gòu)成，根據(jù)崗位特點(diǎn)配備相應(yīng)的人員。跨學(xué)科培養(yǎng)人才，讓自動(dòng)線上的員工懂工藝、懂設(shè)備，會(huì)操作、會(huì)保養(yǎng)。

⑶現(xiàn)場(chǎng)工作與辦公室工作相結(jié)合。現(xiàn)場(chǎng)的工作相對(duì)艱苦，是掌握知識(shí)提高能力的最有效的途徑。自動(dòng)化鍛造生產(chǎn)線的員工既要在辦公室進(jìn)行產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)線運(yùn)行數(shù)據(jù)分析、生產(chǎn)線管理理論學(xué)習(xí)，又要對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行監(jiān)控、巡檢，解決實(shí)際生產(chǎn)中存在的問(wèn)題。

運(yùn)行模式管理

生產(chǎn)線運(yùn)行模式分為測(cè)試模式和生產(chǎn)模式，測(cè)試模式適用于無(wú)鍛件運(yùn)行，以便對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行測(cè)試、調(diào)試，生產(chǎn)模式用于正常鍛造生產(chǎn)。生產(chǎn)模式與測(cè)試模式相比，主要有以下4個(gè)特點(diǎn)。

⑴生產(chǎn)模式中需要對(duì)石墨噴淋進(jìn)行檢測(cè)。

⑵生產(chǎn)模式要求機(jī)器人夾鉗液壓系統(tǒng)壓力達(dá)到要求值。

⑶生產(chǎn)模式有掉料報(bào)警。在鍛件異常掉落時(shí)系統(tǒng)會(huì)報(bào)警，避免事故發(fā)生。

⑷生產(chǎn)模式要有設(shè)備狀態(tài)異常報(bào)警。

生產(chǎn)模式下，生產(chǎn)線中控系統(tǒng)需要采集更多的運(yùn)行信息，確保生產(chǎn)線在具備生產(chǎn)的條件下運(yùn)行。但是，由于監(jiān)控點(diǎn)多、報(bào)警點(diǎn)多，在生產(chǎn)線存在問(wèn)題時(shí)，往往無(wú)法運(yùn)行，而由于生產(chǎn)線控制系統(tǒng)的復(fù)雜，報(bào)警提示存在一定模糊和不確定性，有時(shí)在短時(shí)間內(nèi)無(wú)法排除。生產(chǎn)線的管理者在生產(chǎn)任務(wù)的壓力之下，接收到上級(jí)使用測(cè)試模式恢復(fù)生產(chǎn)的命令或建議，倘若使用測(cè)試模式進(jìn)行生產(chǎn)，存在出現(xiàn)掉料、鍛件抓空而無(wú)故障報(bào)警這種可能。制坯設(shè)備、鍛造主機(jī)都可能出現(xiàn)在一個(gè)工序有兩個(gè)工件的情況，這樣會(huì)造成“悶車(chē)”等惡性設(shè)備事故的發(fā)生。自動(dòng)化鍛造生產(chǎn)線一定要在制度上明確生產(chǎn)必須使用生產(chǎn)模式，測(cè)試模式只能在生產(chǎn)線測(cè)試時(shí)使用。圖1為生產(chǎn)模式下的自動(dòng)化生產(chǎn)線。

特有的安全管理

區(qū)域報(bào)警、整線急停的安全管理

圖1 生產(chǎn)模式下的自動(dòng)化生產(chǎn)線

■ 表1 生產(chǎn)班組員工能力統(tǒng)計(jì)表

首先由中控工程師確認(rèn)故障發(fā)生區(qū)域并進(jìn)行復(fù)位，使生產(chǎn)線進(jìn)入可手動(dòng)狀態(tài)，通知巡線人員故障發(fā)生部位。

巡線人員在得到中控處置許可后，對(duì)非故障區(qū)域進(jìn)行手動(dòng)甩料、設(shè)備、機(jī)器人回到初始位置；對(duì)于故障區(qū)域進(jìn)行故障識(shí)別，根據(jù)故障處置預(yù)案進(jìn)行故障排除。之后將設(shè)備及機(jī)器人回到初始位置。

故障排除之后，經(jīng)生產(chǎn)線主管工程師確認(rèn)生產(chǎn)線具備生產(chǎn)條件，才能通知生產(chǎn)人員恢復(fù)自動(dòng)線生產(chǎn)。

機(jī)器人安全區(qū)域與路徑安全管理

生產(chǎn)線設(shè)備在進(jìn)行壓制工作時(shí)，機(jī)器人退至安全區(qū)域發(fā)出壓制信號(hào)，設(shè)備收到機(jī)器人壓制信號(hào)后進(jìn)行壓制。這樣對(duì)機(jī)器人的安全進(jìn)行了雙重保護(hù)，即機(jī)器人處于安全區(qū)域內(nèi)且機(jī)器人在預(yù)定位置才能發(fā)出壓機(jī)進(jìn)行壓制工作的信號(hào)。由于機(jī)器人對(duì)安全區(qū)域、預(yù)定位置的識(shí)別依靠的是機(jī)器人對(duì)1～6軸角度和位移的計(jì)算，這樣對(duì)正常工作過(guò)程中機(jī)器人進(jìn)行了雙重安全保護(hù)。

如果機(jī)器人的點(diǎn)位和路徑發(fā)生變化，安全保護(hù)可能會(huì)發(fā)生變化，因此，每次更換機(jī)器人夾鉗、調(diào)整機(jī)器人路徑之后，必須由生產(chǎn)線專(zhuān)人（機(jī)器人編程人員）對(duì)安全區(qū)域和壓制信號(hào)位置進(jìn)行檢查確認(rèn)，檢查完畢后填寫(xiě)表格、簽字確認(rèn)之后交付生產(chǎn)班組使用。

結(jié)束語(yǔ)

自動(dòng)化鍛造生產(chǎn)線有不同于傳統(tǒng)鍛造生產(chǎn)線的特點(diǎn)，只有在生產(chǎn)中遵循客觀規(guī)律，科學(xué)生產(chǎn)、合理管理，才能發(fā)揮出現(xiàn)代化自動(dòng)鍛造生產(chǎn)線的巨大優(yōu)勢(shì)。