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义和车桥万吨前轴自动化生产线的调试

随着前轴市场的不断开发，企业原有的锻造线产能已无法满足需求，为打破产量不足的瓶颈制约，结合国内多条辊锻线的使用经验，并根据现在招工难的现状，我公司决定新投入一条万吨自动化锻造线。为此我们进行了深入分析，最终确定了加大主机吨位至1万吨且是自动化的经济型前轴生产线，以适应民营企业发展要求的投资少、见效快、投资回报率高的现实要求。

国内同行业部分厂家主机吨位小，大都是4000～8000吨的摩擦压力机，没有配备机器人，未实现自动化生产，工人劳动强度大、工作环境恶劣。有个别用户全线配置了12000吨热模锻压力机或者16000吨电动螺旋压力机，也实现了全线的自动化生产，但投入巨大，一条线投入都在2亿～3亿元之间，不适合中小企业的现实情况。

投资情况及达成效果

该生产线配置了一台1250kW中频感应加热装置、一台1000mm辊锻机、一台10000吨摩擦压力机、两台1600吨电动压力机、三台KUKA KR360机器人进行自动化操作，总投资2000万元左右，是国外高端生产线不足10%的投入，性价比极高，此新工艺属于经济型自动化生产线。

该生产线的投入可增加前轴年产量8万～10万件；自动化水平提高，劳动强度降低，实现了上下工件的自动化，有效缓解锻造行业苦、累、脏的现象；实现了减员增效，单班减少2人，双班减少4人，每年可节约工人工资20万元以上；产品质量得到大幅提高，使工件的缺材不合格率降低30%以上，同时打靠方向的尺寸公差由原来的（0，+3）提高到（0，+1.5）。

存在的难点、问题及解决措施

该万吨自动化生产线与我公司原辊锻一、二线相比，有较大不同，首先主机是1万吨的摩擦压力机，原来为4000吨和8000吨，设备吨位提升25%～150%，打击力增大；其次是全线实现了上下料的自动化，改变了原来完全靠人工上下料、翻转和周转的模式。当然在生产线调试过程中也存在着诸多难点和问题，需要一一解决。

三台KUKA KR360机器人的操作

问题描述：机器人（图1）是一个自动化设备，价格昂贵，需要人工编程来确定它的动作路径，操作面板全部是英文，锻造车间的人年龄偏大，不敢动手。

解决措施：首先安排2名技术人员来学习编程并具体实施编程，虽然技术员极度紧缺，但还是在关键时候顶上去了，消除了操作工的顾虑。然后由设备厂家的师傅手把手地培训练习，形成了操作视频，并添加了师傅的微信，有问题随时沟通或者让公司内部的技术员现场指导。

结果：经过近半年的练习和使用，现在操作工已经消除了恐惧感并能熟练操作。

弯曲终锻处机器人夹钳抓料困难

问题描述：夹钳从一号料台抓料过程中和弯曲后抓轴过程中容易掉轴，由于前轴需要尽快放到模具里，而此时工件的温度达到1100度左右，这样的高温让工人无从下手（图2），即使有人在现场也爱莫能助。

解决措施：经各部门集思广益，调整抓取料的位置，尽量抓取工字梁处，将倾斜送料方式改为水平送料（图3）。

结果：抓料有较大改进，能连续生产，但还存在气压不稳和夹持力偏小导致掉轴的现象，有待继续改进。

锻打力大，模座有被打破的风险

问题描述：就锻造厂的实际生产情况来看，需要三条辊锻线混线生产，模具还要能够通用，但主机吨位升级成了1万吨，打击力比4000吨增大150%，模座不做优化设计将存在破裂的重大风险。

解决措施：在适当加大工作台面的基础上，将底座材质改为42CrMo，增加其承载能力和打击力。

结果：经过半年的使用，效果良好，底座没有发生异常。

切边处抓轴存在掉轴

问题描述：切边工序处，切边前有飞边易抓取，正好卡在卡爪的槽里，切边后只能抓取工字梁的外表面，夹飞边开口幅度要大，夹本体开口幅度要小，这样就完全靠夹钳的夹持力和摩擦力来夹住工件，这种状态非常容易掉轴。

解决措施：⑴根据不同的前轴设计不同的卡爪，这样夹持力会更大一些；⑵将卡爪端部开上小沟，以便增大摩擦力。

结果：掉轴问题有一定的改善，但由于轴类型的不同还要根据生产实际情况进一步改进设计。

切边后无法连续生产

问题描述：切边后前轴是自由落体，掉到小车上之后会被弹起，导致前轴斜扭，拳头部翘起卡在模座垫板处，需人工处理，导致后一根前轴降温严重。

解决措施：经过现场仔细分析，要让前轴落下后能够落在理想位置上，故在接件小车的两个钢板面背筋处增加了两个导向杆（图4）。

结果：改造后彻底消除了此问题，由原来的无法连续生产变为了连续生产。

热校正后前轴拱起，气缸推不到位

问题描述：我们自制的架子是两个部件组合在一起的，滑道是一部分，气缸推顶装置是一部分，气缸推顶装置推动前轴时只能推动10根左右，然后前轴便成堆拱起，推不到平衡吊抓取的位置，工人无法用3米长的铁钩将前轴拉到设定位置，每根前轴100多公斤，完全靠人拉动5米左右，劳动强度极大，且占用了一个人。

解决措施：经咨询同行及现场分析，从原理上不应该发生这个问题，同行的滑道基本是水平的，我们的滑道还有10度的斜度，从理论上讲更易于滑动。我们采取了垫斜推顶装置、将架子调到水平位置、焊接滑道和推顶装置等多种措施，经过10余次的改进，最终找到问题的根源，是气缸推顶装置与滑道接口处不共面导致，将滑道与推顶装置找平后焊接在一起。

结果：改进后将拱起现象彻底消除（图5），解放了工人的繁重体力劳动。

自动化连线

问题描述：将所有工序完全按照自动化的方式设计，出现异常后，由于生产线识别不到位而继续生产，导致出现废品甚至损坏设备、模具等情况，或者出现故障报警，但难以消除报警信息的问题。

解决措施：消除完全的自动化设计，在关键节点动作上增加单步确认按钮，实施人工确认完好后进行下一步的动作。

结果：经过改进后，生产线没有发生动作异常未识别而造成的事故。

热校正顶起高度低，机器人夹钳无法抓取

问题描述：在热校正后，用机器人夹钳抓取前轴放在滑道上，但是顶杆顶出后夹钳夹不住，夹爪只能夹在分模面上侧，导致无法生产。

解决措施：经过认真分析，增大了顶杆下部的油缸活塞杆行程，抓取效果略有改善，但仍未解决。随后分析模具结构设计，发现下模座总体高度比原辊锻一、二线高度低30毫米，故主要原因在此。由于此处顶板受力较大，减薄顶板（图6）的同时还要保证其强度，故按照顶杆下落位置铣掉30毫米，且对顶板边缘处进行了保留，保持了强度。

结果：改进后，实现了夹钳的顺利抓取，同时未发生其他异常。

中频炉出现乱动作

问题描述：中频炉正常使用过程中程序突然出现错乱，生产线不执行既定的进料动作，前导向板不按既定动作工作，导致不能正常生产。

解决措施：此问题是软故障，不是直观能发现的问题，在处理这类问题时，需要电工对所有线路逐一排查。在生产线运行过程中共出现两次此类故障，一次通过将中频电源线与中频控制线用木板全部隔开而解决，另一次是由于温度传感器被击穿所致，更换温度传感器后得以解决。

结果：此问题已经解决，但是软故障发生后是最难处理的。

1万吨摩擦压力机滑块提升位置

问题描述：摩擦压力机滑块的提升是靠摩擦盘的摩擦力驱动完成的，由于滑块位置不准导致机器人的夹钳撞到模具。

解决措施：将安全栓按照滑块的最小提升距离确定高度，滑块提升不到位时辅以手动提升（图7），安全栓旋转到位后才能发出信号，机器人方可执行取放件的动作。

结果：确保了机器人不再与模具相撞。

诸如上述此类问题还有很多，在此不再一一列举，各类问题得以逐个消除都是锻造厂各部门紧密配合的结果。

结束语

生产线的投产离不开各部门的共同努力和鼎力支持，同时从思想上要改变设备供应商会把设备处理的尽善尽美的观点，生产线的引入必须要有我们自己的消化、吸收和后续的改进过程，仔细分析和观察每一个问题，并坚持不解决问题不罢休的工作作风。该生产线的投产提升了义和车桥锻造前轴的能力，成功推进了机器人在前轴锻造方面的应用，是前轴锻造领域经济型万吨自动化锻造生产线的典范。

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