自動化鍛造生產線的運行管理

文/朱舸，趙帥，宋凱·中國重汽集團濟南鑄鍛中心

自動化鍛造生產線的運行管理

文/朱舸，趙帥，宋凱·中國重汽集團濟南鑄鍛中心

目前，鍛造行業存在高溫、粉塵、噪聲、振動等嚴重危害操作者身心健康的缺點，因此，鍛造生產實現自動化成為行業發展的必然趨勢。中國重汽集團濟南鑄鍛中心（簡稱濟南鑄鍛中心）引進了KP12500t、MP8000t兩條全自動熱模鍛壓力機生產線，目前這兩條生產線已經相繼投產。

自動化鍛造生產線如何充分發揮其應有的作用，如何確保生產線長期穩定運行，成為重要工作內容，其中關于生產線配方管理、運行模式、安全、人力組成等方面成為新的管理方向。

生產線配方管理

一條自動化生產線可以完成多種產品的生產，產品切換只需要更換設備工裝、夾具，生產線各單機設備不需要更換和調整。生產線配方是指產品生產過程中所需要的所有工藝參數，包括上下頂出裝置的選擇、頂出時間和高度，以及潤滑劑的噴淋時間等等。

配方的管理規范

生產線配方的生成是通過西門子上位機軟件WinCC來完成的。中控室上位機管理實行權限限制，根據授權分為操作員、管理員和編程員。操作員可以根據產品選擇相應的配方下載到主控系統，沒有權限生成新配方，也無法修改原有配方。管理員有權限生成新的配方，也可以修改原有的配方，但這必須通過工藝人員的確認和許可，新配方完成后應立刻退出登錄。編程員主要根據工藝的需要修改上位機軟件WinCC程序，添加或刪除某些工藝參數或者優化畫面等。新的生產配方需要經過工藝人員的確定和審核，生產配方的調用和下載需要經過生產線負責人的批準。

配方的生成

⑴主控制系統─配方管理。切換產品時，首先明確該產品整個生產線的生產工藝。在主畫面單擊畫面下方“主機控制系統”進入“主控制系統”，單擊F2按鈕進入“主控制系統─配方管理”界面，生成新的主控配方，在新的配方里選擇主機有無彎曲操作，是否帶有扭拐機，機械手6、7號的工藝以及測量臺3號的工藝，設置完成后保存退出登錄。

⑵熱模鍛壓力機的配方生成。根據產品的不同，熱模鍛壓力機采用的工位以及各工位的冷卻潤滑時間也不相同。在主畫面單擊畫面中央“熱模鍛壓力機”進入“熱模鍛壓力機─匯總”界面，單擊F2按鈕進入“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，并調整冷卻及潤滑時間，完成后保存退出登錄。

⑶其他輔機的配方生成及程序編寫。中控生成配方的同時需要在設備已有程序里編寫新的程序段，配方只發送調用不同產品的程序號，工藝選擇在本地程序里完成。由主畫面依次進入各輔機畫面，單擊F2按鈕進入“配方管理”界面。在切邊機配方管理中生成新的配方并賦以新的程序號，保存并退出登錄。

⑷機器人的配方生成及程序編寫。機器人生成配方的同時需要在機器人控制器中編寫新的子程序，配方只發送調用不同產品子程序的程序號。依次單擊主畫面中的各個機器人圖標子畫面，單擊F9按鈕進入機器人配方管理系統，生成新的配方并賦以新的程序號，保存并退出登錄。

⑸生產線訂單管理的生成。主控系統和主機、輔機以及各機器人的配方生成后可以分別下載到控制系統中，也可以通過生成不同的訂單根據同一產品統一下載到主控系統中。在主畫面中直接單擊F2按鈕進入“生產線─訂單管理”，生成新的訂單，然后在畫面中選擇主控制系統配方及主機、輔機和各機器人的子配方，保存后退出登錄。

配方調用

自動化生產線配方生成后需要下載到主控制系統中，才能調用進行不同產品的生產控制。調用方法既可以依次在各個配方畫面中分別選擇相應的子配方，然后單擊cF4按鈕下載到生產線控制系統中，也可以在“生產線─訂單管理”中選擇相應的訂單，單擊cF4按鈕統一下載到生產線控制系統中。當配方下載到主控制系統后，系統會依據不同配方生產不同的自動化產品。

人力組成管理

對自動化鍛造生產線而言，無論操作人員還是監控人員，一般均需要同時具備多種能力，鍛造行業從以體力為主的簡單勞動，轉變為以多種專業技能為基礎的復雜勞動。

表1是抽取了自動化鍛造生產線在試生產期間一個班組的員工能力統計表，由此可以看出，在自動化鍛造生產線上工作人員需要具備鍛造工藝、機械液壓、電氣自動化等專業知識，對于生產線操作人員要求較高。

自動化鍛造生產線需要少量更加專業的人才，為了更好地保證員工的身心健康，我們對生產線的人員安全有比較嚴格的管理。

⑴創造安全整潔的工作環境。嚴格的勞動保護制度，安全帽、面罩、耳塞、專用口罩、工作服、勞保鞋按照要求佩戴。全面的安全防護最大程度減少了事故的發生，形成較好的工作環境。

⑵人才梯度構成。人才梯度以研究生、本科生、大專生、中專技校生多元化學歷人員構成，根據崗位特點配備相應的人員。跨學科培養人才，讓自動線上的員工懂工藝、懂設備，會操作、會保養。

⑶現場工作與辦公室工作相結合。現場的工作相對艱苦，是掌握知識提高能力的最有效的途徑。自動化鍛造生產線的員工既要在辦公室進行產品開發、生產線運行數據分析、生產線管理理論學習，又要對生產線進行監控、巡檢，解決實際生產中存在的問題。

運行模式管理

生產線運行模式分為測試模式和生產模式，測試模式適用于無鍛件運行，以便對生產線進行測試、調試，生產模式用于正常鍛造生產。生產模式與測試模式相比，主要有以下4個特點。

⑴生產模式中需要對石墨噴淋進行檢測。

⑵生產模式要求機器人夾鉗液壓系統壓力達到要求值。

⑶生產模式有掉料報警。在鍛件異常掉落時系統會報警，避免事故發生。

⑷生產模式要有設備狀態異常報警。

生產模式下，生產線中控系統需要采集更多的運行信息，確保生產線在具備生產的條件下運行。但是，由于監控點多、報警點多，在生產線存在問題時，往往無法運行，而由于生產線控制系統的復雜，報警提示存在一定模糊和不確定性，有時在短時間內無法排除。生產線的管理者在生產任務的壓力之下，接收到上級使用測試模式恢復生產的命令或建議，倘若使用測試模式進行生產，存在出現掉料、鍛件抓空而無故障報警這種可能。制坯設備、鍛造主機都可能出現在一個工序有兩個工件的情況，這樣會造成“悶車”等惡性設備事故的發生。自動化鍛造生產線一定要在制度上明確生產必須使用生產模式，測試模式只能在生產線測試時使用。圖1為生產模式下的自動化生產線。

特有的安全管理

區域報警、整線急停的安全管理

圖1 生產模式下的自動化生產線

■ 表1 生產班組員工能力統計表

首先由中控工程師確認故障發生區域并進行復位，使生產線進入可手動狀態，通知巡線人員故障發生部位。

巡線人員在得到中控處置許可后，對非故障區域進行手動甩料、設備、機器人回到初始位置；對于故障區域進行故障識別，根據故障處置預案進行故障排除。之后將設備及機器人回到初始位置。

故障排除之后，經生產線主管工程師確認生產線具備生產條件，才能通知生產人員恢復自動線生產。

機器人安全區域與路徑安全管理

生產線設備在進行壓制工作時，機器人退至安全區域發出壓制信號，設備收到機器人壓制信號后進行壓制。這樣對機器人的安全進行了雙重保護，即機器人處于安全區域內且機器人在預定位置才能發出壓機進行壓制工作的信號。由于機器人對安全區域、預定位置的識別依靠的是機器人對1～6軸角度和位移的計算，這樣對正常工作過程中機器人進行了雙重安全保護。

如果機器人的點位和路徑發生變化，安全保護可能會發生變化，因此，每次更換機器人夾鉗、調整機器人路徑之后，必須由生產線專人（機器人編程人員）對安全區域和壓制信號位置進行檢查確認，檢查完畢后填寫表格、簽字確認之后交付生產班組使用。

結束語

自動化鍛造生產線有不同于傳統鍛造生產線的特點，只有在生產中遵循客觀規律，科學生產、合理管理，才能發揮出現代化自動鍛造生產線的巨大優勢。