沖壓模具線柔性生產研究

張曉光 王亞光 姬勝利 劉小軍 肖 秋

（上汽通用五菱汽車股份有限公司重慶分公司， 重慶 401135）

1 柔性生產前的準備工作

當生產線遇到突發的長時間設備故障時，為了該生產線的零件供應，必須準備轉線柔性生產。在轉線生產前，從“人、機、料、法、環”各方面進行工作準備。盡量安排原來生產線員工去轉線生產，減少人員的變化和影響，保證轉線生產的安全和質量。還要考慮轉線后的設備參數能否滿足當前模具線生產的需要。如果沒有問題，把模具、板料、工位器具都轉移過去做好轉線生產的準備。

1.1 機械手程序準備

首先，從線首總控臺拷貝母線機械手軌跡到另外一條生產線上，保證機械手軌跡配方編號與壓機配方編號一致。復制過來的機械手軌跡參數并不能直接使用，還需要根據實際運行情況進行調試驗證。

1.2 壓力機參數準備

準備好原來生產線各零件的工藝參數，在調試生產前，把原零件的工藝參數輸入壓力機，主要是各模具線壓力機參數（數字量參數和模擬量參數），安裝模具后，逐一調試工藝參數，最后保存到壓力機中。

1.3 端拾器準備

直接使用母線生產線的端拾器，不用重新組裝端拾器[4]。對母線端拾器連接桿位置進行畫線標識如圖1 所示，標記原來主桿的位置，便于后續快速準確的回裝，減少返回母線后端拾器安裝調試的時間。

圖1 端拾器畫線標識

2 柔性生產調試內容

2.1 壓力機工藝參數調試

2.1.1 新建模具線配方

對應母線各工序復制壓力機參數（數字量參數和模擬量參數）到柔性生產線。轉線的模具線命名為“TB+車型+模具線”，同時，要保證壓力機配方序號和名稱應與線首拆垛手、機械手配方一致。

2.1.2 模具的安裝

OP10 模具裝模前要先試氣墊桿頂出高度，確保無干涉后落下氣墊。用卷尺測量模具的高度，根據測量數值調整裝模高度。確認模具夾緊器與模具是否有干涉，如果沒有，把滑塊開到下死點。然后進入壓力機緊固下模螺栓并檢查上模夾緊器的夾緊情況，完成后把滑塊開到上死點。OP20 ～OP40模具根據母線參數調整封閉高度至裝模高度，將操作模式旋鈕旋轉到微調模式，同時按下操作面板右上角和左下角的黃色“寸動/微調激活”按鈕如圖2 所示。滑塊隨之運動，觀察操作面板上方壓機角度顯示器，當壓力機角度到達175°～185°時松開按鈕，此時滑塊需要停在下死點。使用對應的模具夾緊器，并確認前進到位，點擊夾緊模具夾緊器，將壓力機開至上死點，最后把參數保存到配方。

圖2 寸動/微調按鈕

2.1.3 模具安裝參數調試

OP10工序模具封閉高度在母線參數的基礎上上調3 mm左右，使用機械手示教器軌跡模式將板料放入模具，試壓一件零件，查看零件到底標記是否清晰。根據到底標記清晰程度調整參數，直到零件到底標記清晰為止。OP20～OP40封閉高度參數調試，首先操作模式打到微調將壓力機開至下死點（180°），進入壓力機用鋼板尺測量模具上下模限位塊距離，然后將滑塊開至上死點，根據測量距離調整壓力機閉合高度。在模具下模限位塊刷藍丹，壓力機試壓一次，查看上模限位塊著色情況，如果比較均勻說明已壓到底。最終以限位塊藍丹著色情況為準，將已調試完成的參數保存至配方庫。

2.2 柔性生產路徑調試

2.2.1 動態雙料檢測器示教

根據板料厚度進行動態雙料檢測器示教，試抓一張板料運至清洗機皮帶機，在中控臺設置板料厚度如圖3 所示，再設置使用哪個線首雙料檢感應器。對于單垛料，要求至少啟用1 個靜態雙料檢測器。對于雙垛料，要求每張板料都要啟用相對應的動態雙料檢測器。動態雙料檢測器要放在板料的正下面，不要放在板料的邊緣處。設置完成后切換至參數設置模式，點擊清洗機欄，對雙料檢測進行示教，最后加載程序至PLC 則雙料檢測設置完成。

圖3 設置板料厚度

2.2.2 機械手路徑調試示教

使用RF1 機械手示教器把板料抓進OP10 模具，觀察板料是否能順利準確放入模腔。如果板料與模具定位器有干涉，將操作模式切換至單動對RF1 上料側路徑重新示教。板料偏移過大無法示教時，需根據偏移位置對拆垛手取料路徑進行調整，直到RF1 機械手能順利把板料放進模腔。

機械手回原點，按照RF2 ～RF5 順序依次回原點，每序機械手均要有人觀察回原點過程，確認端拾器與機械手本體無干涉。機械手開至抓料點，1#壓機壓OP10 工序件并留在模腔內，將模式調至軌跡模式。用HHU 在CAM JOG下將機械手開至抓料點，切換SINGLE JOG，繼續調整抓料點，保持機械手與模具中心線一致，A 軸下表面距離下模表面60 mm ～100 mm 為宜，目的是減小機械手移進高度，抓件更穩定。該過程要確認端拾器與機械手本體無干涉，TEACH 抓料點，并重新下載新軌跡。

微調端拾器，完成余下15%工作，吸盤下壓量保持10 mm，調整完成后機械手回原點，保證無干涉即可。機械手將OP10 工序件抓至OP20，在CAM JOG 下，用HHU 將機械手從原點開至U-S 進行抓件，并繼續移動至L-S 放料點，切換SINGLE JOG，繼續調整放料點。TEACH 放料點，并重新下載新軌跡。該過程需要確認U-S 移出高度、A 軸角度、L-S 移入高度、A 軸角度。在抓件過程中要確保零件與機械手無干涉。

單次完成單個機械手抓、放料，將OP10 工序件從2#壓力機抬至1#壓力機，用HHU 完成整個抓件、放件過程。按照以上過程依次完成RF2～RF5 的路徑設置、機械手安全位置設置、端拾器長寬設置，并完成參數優化。

2.2.3 機械手安全點設置

下料側和上料側機械手安全位置必須設置在壓力機工作區域外，用軌跡模式下將機械手開到壓力機區域外，機械手垂直于壓力機時Y 軸數值的基礎上減去50 mm 即可。下料側和上料側機械手安全位置設置完畢后必須進行檢查。具體檢查方法為：軌跡模式下將機械手開到壓力機區域兩側，在寸動或者微調模式下開動壓力機，如果壓力機由于自動化釋放信號的原因無法開動，則設置正確。

2.3 機械手連續模式調試

RF1 機械手、1#壓力機、RF2 機械手同步連調如圖4所示，在1#壓機操作界面將氣墊桿降下，在總控臺切換至DIE SETUP，選中RF1、1#壓力機、RF2，在1#壓機界面選擇同步微調。旋鈕調至微調，一名員工操作壓力機開動滑塊，另外2 名員工分別置于1#壓機兩側，眼睛注視RF1、RF2 進出1#壓力機的全過程，一只手置于急停按鈕上（一旦機械手與模具有干涉，立即拍急停）。壓力機完成0°～360°運動，RF1、RF2、壓力機、模具之間無干涉，則RF1、1#壓力機、RF2 同步連調完成。

圖4 機械手同步連調模式

按照RF1、1#壓力機、RF2 同步連調操作過程依次完成后三序的調試。啟動整線同步連調10 個循環，不抓件。確認無問題后整線壓件，跟蹤端拾器抓件穩定性，零件間距保持200 mm。如果沒有掉件問題，可以批量生產，整個柔性調試工作完成。

圖5 GSQE 表面質量檢查

3 柔性生產質量確認

調試完成后生產的首件做好質量確認，檢查零件到底標記是否清晰，零件孔數是否正確，零件特征線是否清晰。有沒有開裂、縮頸、毛刺、凹凸點等問題，如果沒有問題，則可以批量生產。

生產完成后，對首批次轉線柔性生產的零件，留2 件零件，1 件做GSQE（全球表面質量評審）表面質量檢查，如圖5 所示，對比以前的數據，看零件表面是否有新增問題。另外1 件做檢具測量，通過對測量數據的分析，看零件尺寸合格率是否有變化。經過表面和尺寸的檢測，可以判斷柔性生產的零件質量是否有變異。對批量生產的零件做好標簽記錄，跟蹤批量裝車情況，便于問題的追溯。

4 結語

通過對沖壓模具線柔性生產的研究，說明了柔性生產的流程和調試步驟，實現模具在不同生產線的生產，降低了因設備故障造成的停線風險。通過柔性生產調試，降低了后續因突發狀況轉線調試驗證的時間，為下次快速轉線生產提供了保障。