自動化鍛打線物料傳送方法研究

近年來，中國制造業(yè)長久以來依靠的勞動力優(yōu)勢正在逐步消失，勞動力大軍如今已不如往昔那么龐大，企業(yè)正面臨不斷惡化的用工短缺問題，實現(xiàn)生產(chǎn)自動化已逐步成為各行業(yè)的重點(diǎn)發(fā)展方向。

(3)計算,已經(jīng)五天得不到你底回信了。當(dāng)然,病與病來擾亂了你底心,但你何苦要如此煩惱呢?我看你底態(tài)度和以前初到時不同,你逐漸逐漸地消極起來了。你更愁更愁地愁悶起來了。侃哥邊說你這幾天瘦的厲害,蕭先生,你自己知道么?

目前市場競爭越來越激烈，鍛造企業(yè)也在不斷追求高效率、低成本、低能耗、高質(zhì)量的生產(chǎn)方法，實現(xiàn)自動化生產(chǎn)無疑是最好的選擇。一些企業(yè)投入大量的自動化設(shè)備來創(chuàng)建智能化工廠，如何充分發(fā)揮自動化設(shè)備的性能，以及保證生產(chǎn)線生產(chǎn)穩(wěn)定、高效是各企業(yè)面臨的一個重要難題。其中，自動化生產(chǎn)線各工位坯料傳送的穩(wěn)定性對生產(chǎn)線穩(wěn)定及高效起到關(guān)鍵作用。

下文以商用車六缸曲軸鍛件為例，就如何保證曲軸毛坯鍛打線各工位坯料傳送穩(wěn)定性進(jìn)行簡要介紹。

工藝介紹

商用車六缸曲軸鍛件鍛打部分工藝一般為：中頻加熱、輥鍛、壓彎、預(yù)鍛、終鍛、切邊、校直。過程坯料溫度在1000℃～1280℃之間，坯料傳送通過機(jī)器人完成，保證坯料抓取、放置能快速、精準(zhǔn)地完成，以達(dá)到自動化生產(chǎn)線穩(wěn)定生產(chǎn)。

生產(chǎn)物料傳送過程

以上工序坯料轉(zhuǎn)運(yùn)方式為：

①中頻加熱工序出口R1 機(jī)器人使用V 形夾鉗夾持圓棒料表面?zhèn)魉偷捷佸懰土宪壍溃?/p>

（189）南亞瓦鱗苔Trocholejeunea sandvicensis（Gottsche）Mizt.熊源新等（2006）；楊志平（2006）；馬俊改（2006）；余夏君等（2018）

②送料軌道將圓棒料送至四爪輥鍛夾鉗夾持棒料端頭外圓完成輥鍛工序；

⑦最后R6 機(jī)器人使用V 形夾鉗夾取曲軸軸頸面?zhèn)魉偷叫Ｖ惫ば蛲瓿尚Ｖ?，完成校直后曲軸上冷卻懸掛鏈。

(2)夾取位置不合理：R5 機(jī)器人夾取終鍛坯料時，連桿頸一側(cè)的夾持位置剛好夾持在飛邊斜面位置，此位置飛邊不規(guī)則，飛邊大小變化也較大，夾取不穩(wěn)定風(fēng)險增加；

此即為色散-耗散條件的最終表達(dá)式. 若離散格式使r偏大, 則偽波可能會污染數(shù)值解. 這些偽波偏離精確的對流波, 行進(jìn)相當(dāng)長距離. 另一方面, 若r偏小, 則數(shù)值解可能會避免偽波, 但耗散誤差將超過所必需的而影響可分辨尺度. 由r確定的最優(yōu)化條件保證了偽波成分的色散和耗散之間的合理平衡.

(3)鍛打溫差大：從MES 系統(tǒng)調(diào)取連續(xù)生產(chǎn)的壓彎前坯料溫度，通過統(tǒng)計分析得到鍛打溫度波動范圍為80℃，但溫度均在工藝要求的正常溫度范圍內(nèi)，屬于正常的溫度波動。鍛造工藝溫度波動無法避免，若強(qiáng)制縮小鍛打溫度范圍控制，會導(dǎo)致生產(chǎn)過程甩料，從而廢品增加。從成本角度出發(fā)，需要考慮其他工藝方法解決此問題。

肉制品中替代硝鹽抑菌防腐作用的最常用的化學(xué)添加劑主要是山梨酸及其鉀鹽，其價格低廉，防腐性能好，毒性低。山梨酸能與微生物酶系統(tǒng)中的巰基結(jié)合，破壞微生物中的酶系，從而抑制微生物的增殖，達(dá)到防腐的目的，主要是抑制霉菌、酵母菌和好氣性微生物。研究表明，添加2600 mg/kg山梨酸鹽對肉毒梭菌的抑制效果和添加156 mg/kg亞硝酸鹽的效果相同，當(dāng)兩者聯(lián)用時，亞硝酸鹽濃度至少應(yīng)為40 mg/kg。將山梨酸、乳酸鏈球菌素、雙乙己酸及乳酸鈉復(fù)配使用，可以使低溫灌腸類肉制品在常溫下保存3個月以上[16]。

⑥隨后R5 機(jī)器人使用V 形夾鉗抓取終鍛坯飛邊將坯料傳送至切邊工序完成飛邊切除；

通過公司以往文印管理狀況可以看出，如何在降低辦公成本的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)與新的云計算辦公環(huán)境匹配并實現(xiàn)節(jié)能減排，減少碳粉對辦公環(huán)境的污染呢？為了達(dá)到這個目的，采用大型高端設(shè)備集中打印，淘汰桌面小型打印機(jī)，建立文印管理信息系統(tǒng)是必然的選擇。難以想象，幾十人集中辦公的大房間，每人桌面上都放一臺小型低端打印機(jī)，排放出來的有害氣體就會悄無聲息地侵蝕我們的健康。因此，在全公司范圍內(nèi)建立一套安全、完善和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奈挠」芾硐到y(tǒng)和管理制度是非常必要的。

③完成后R2 機(jī)器人使用V 形夾鉗從輥鍛夾鉗上抓取輥鍛坯送到中轉(zhuǎn)工裝1；

(1)夾鉗設(shè)計不合理：商用車曲軸有120°相位角，分模方式為立體分模，主軸頸與連桿頸過渡處飛邊呈斜面形狀。R5 機(jī)器人夾鉗為對稱形狀設(shè)計，夾持距離受夾鉗臂的影響，平衡塊側(cè)與連桿頸側(cè)夾持距離一致，夾鉗無法調(diào)整夾鉗間距使夾鉗避開飛邊斜面處，不穩(wěn)定風(fēng)險增加；

原因分析

結(jié)合現(xiàn)場觀察，以思維導(dǎo)圖的形式對R5 機(jī)器人抓取飛邊不穩(wěn)定原因進(jìn)行梳理及分析(圖2)，并對要因進(jìn)行逐項排查確認(rèn)(表1)。

通過分析，最終梳理出主要原因：

整個物料運(yùn)送過程共涉及6 臺機(jī)器人，其中5 臺使用V 形夾鉗，1 臺使用托舉式夾鉗，夾持位置分為三種形式：金屬圓棒料表面，飛邊，曲軸軸頸。其中金屬圓棒表面及曲軸軸頸表面均呈圓形或橢圓形，V 形夾鉗無論是夾持方式還是夾持穩(wěn)定性均是最優(yōu)選擇。而飛邊則是經(jīng)過鍛打后金屬排出型腔后形成，飛邊結(jié)構(gòu)和尺寸受生產(chǎn)過程溫度，鍛打壓力、輥鍛穩(wěn)定性及壓彎放料位置等影響無法保證一致，導(dǎo)致R5 機(jī)器人每次抓取飛邊時物料所呈現(xiàn)的姿態(tài)各異，無法準(zhǔn)確、快速放置到切邊凹模型腔，往往需要人工干涉或調(diào)整，同時放料位置不正也導(dǎo)致坯料表面造成磕碰、凹坑等不良質(zhì)量問題的發(fā)生，不僅生產(chǎn)效率低下而且增加產(chǎn)品后續(xù)返工成本，所以R5 機(jī)器人飛邊抓取的穩(wěn)定性直接影響整條生產(chǎn)線自動化鍛打的穩(wěn)定。各工序坯料變化如圖1 所示。

④R3 機(jī)器人使用V 形夾鉗從中轉(zhuǎn)工裝將輥鍛坯抓取到壓彎工序完成壓彎；接著抓取壓彎坯送至預(yù)鍛完成預(yù)成形鍛打；

⑤預(yù)鍛完成后R4 機(jī)器人使用托舉式夾鉗將預(yù)鍛坯送到終鍛工序鍛打，接著將終鍛坯轉(zhuǎn)運(yùn)到中轉(zhuǎn)工裝2；

解決過程

經(jīng)過觀察和分析，機(jī)器人夾鉗夾持原理是使用氣缸或油缸推動主動軸控制夾鉗張開或夾緊，主動軸通過花鍵與夾鉗連接，夾鉗臂上有齒形結(jié)構(gòu)，前夾鉗與后夾鉗通過齒形傳動，因此左夾鉗與右夾鉗的張開或夾緊的距離保持一致，無法通過調(diào)整夾鉗距離以避開異形面，個別夾持點(diǎn)夾持不緊，導(dǎo)致終鍛坯夾持提起后姿態(tài)無法保持一致。示意圖如圖3、圖4 所示。

根據(jù)觀察情況判斷，更改夾鉗結(jié)構(gòu)，設(shè)計成前后間距可調(diào)整成不一樣，將夾鉗夾持位置改到平面且飛邊相對穩(wěn)定的位置，提高夾持穩(wěn)定性，示意圖如圖5、圖6 所示。

更改完成后，兩側(cè)鉗口距離可根據(jù)選定的夾持點(diǎn)單獨(dú)調(diào)整，保證夾持點(diǎn)在飛邊平整的位置。經(jīng)過試用，機(jī)器人放料到切邊凹模型腔時準(zhǔn)確率由80%提升到90%，但仍有少量終鍛坯需人工干涉調(diào)整才能準(zhǔn)確落入凹模型腔。

這個故事流傳非常廣，以至于“割席斷交”成了一個成語，在后世常被用來表示自己的高潔不愿意同流合污。金塊代表的是世人夢寐以求的財富，官員的豪華儀仗代表的是世人無限向往的尊貴。但是對于知識分子特別是古代士族來說，富和貴都和所謂的“清名”成了矛盾，正因為大多數(shù)世俗的人追求富貴，所以少數(shù)士族讀書人的特立獨(dú)行才有著“世人皆濁我獨(dú)清”的傲立于世的姿態(tài)，仿佛這是一種時尚一種無上的光榮。后人讀這個故事，大多在自覺不自覺地接受一種道德評判，即管寧是清高的，華歆是世俗的；管寧相對來說是正面的人物值得學(xué)習(xí)，華歆相對來說是反面人物，要接受世俗的唾棄與不屑。

結(jié)合前面對機(jī)器人夾鉗結(jié)構(gòu)的更改，飛邊夾持位置的調(diào)整，為進(jìn)一步解決飛邊尺寸不一致的問題，經(jīng)過充分論證確認(rèn)在飛邊夾持點(diǎn)對應(yīng)處對飛邊尺寸進(jìn)行控制。具體辦法為在終鍛模具增加飛邊定型凸臺，如圖7 所示，通過定型凸臺限制金屬的流動實現(xiàn)每件坯料飛邊尺寸一致。經(jīng)過FORGE 軟件模擬，最終確定凸臺位置可設(shè)置在比原飛邊小8mm 處，以減小飛邊定型凸臺的磨損及防止飛邊跨過凸臺而起不到尺寸控制的作用。最終方案如圖8、圖9 所示。

效果驗證

經(jīng)過夾鉗結(jié)構(gòu)、夾持點(diǎn)尺寸控制，六缸商用車曲軸鍛件切邊放料不穩(wěn)定問題經(jīng)過實踐生產(chǎn)驗證已徹底解決，機(jī)器人可以快速，穩(wěn)定的抓取終鍛坯，能快速準(zhǔn)確放置到切邊凹模型腔，確保自動化鍛打線穩(wěn)定生產(chǎn)，同時避免產(chǎn)品后續(xù)外觀返工。目前該設(shè)計理念已成功應(yīng)用至四缸商用車曲軸鍛件、汽車前軸鍛件生產(chǎn)線，保證了自動化鍛打生產(chǎn)線高效、連續(xù)、穩(wěn)定的生產(chǎn)。