單人單機在沖壓生產領域的研究與應用

孔凡燕，崔禮春，虞 帥，趙烈偉

（安徽江淮汽車集團股份有限公司 技術中心，安徽 合肥 230601）

沖壓是汽車生產四大工藝之首，其工作特點是：工作作用力大，循環時間短，操作動作簡單重復。操作人員長時間作業極易造成因操作疲勞而出現失誤，從而引發事故，因此，沖壓機械作業具有較大的危險性。找出合適的方法來降低沖壓人員的勞動強度勢在必行，而新工藝新方法的應用已成為當今各個行業發展的趨勢，沖壓作業自動化是制造業發展的必然。但另一方面，從經濟成本等方面考慮，沖壓作業如果實現完全自動化投入很大，而如果通過設備和模具的改造來實現半自動化生產則不失為一種較好的解決方案。

本文以某手工沖壓生產線改造為例，通過對工裝、設備的改造，以及在輔助設施的幫助下，實現單人操作壓力機，由原來的人工上料、下料操作流程改為人工上料、自動下料操作流程，即單人單機生產模式。

1 手工沖壓線生產現狀

手工沖壓生產線承接大部分汽車內板沖壓件的生產，崗位操作人員30人，由于壓力機的操作特性，每道工序需2～3人進行生產操作，平均沖次為9次/分鐘。沖壓作業時，每臺機床至少需要一個人上料、一個人下料才能完成單工序生產，生產方式如圖1所示，且兩名操作人員配合需要時間，生產效率自然降低，人力資源利用率較低，安全事故發生的幾率也增大。

圖1 手工沖壓線生產

2 單人單機模式改造

2.1 總體思路

（1）沖壓作業只有實現自動化才能更好地降低人員勞動強度，提高生產效率，減少人身傷害事業的發生。綜合考慮投入等因素，自行改造實現半自動化的經濟效益和社會效益最大。

（2）通過對機床和模具的改造實現單人單機生產模式。

（3）生產時在模具上增加與機床氣源連接的氣缸，通過調整氣路自動化角度控制氣缸頂起和回程的時間來頂出模腔內的產品件。

（4）在模具上增加連接氣缸的輔助裝置，來控制產品件的頂出路線。

（5）在機床與傳送帶之間增加帶滑輪的料架，使產品件由傳送帶轉入下道工序。

2.2 方案實施

結合單人單機改造整體思路，對所有手工線模具進行識別、分析及生產驗證，根據單人單機的實現可能性，將模具劃分為可改造模具與不可改造模具；可改造模具全面維護、保養，確保廢料自排、無卡料現象、便于取放。以某產品工序模具及設備的改造為例增加裝置，控制氣動頂料裝置實現自動下料。

如圖2所示為經過改造后的單人單機沖壓作業生產模式，實現單人單機作業模式后每道工序只需一人上料，自動下料，一人操作，效率增加，安全性提高。

圖2 單人單機生產模式

單人單機工作原理：生產時調整氣路自動化角度控制氣缸頂起和回程的時間，當機床滑塊達到設定角度，如圖3所示，機床氣源1通過氣管2、氣缸氣源3向氣缸4輸入氣源和排出氣源，氣缸4通過固定裝置5固定在經過改造的模具6上，壓機滑塊經過一個行程后，模具6壓出工序件后，氣缸4將工序件頂到滑料架7上，由滑料架7和輸送帶8將成品件轉入下道工序生產，即為單人單機生產模式。

圖3 改造后模具裝置

如圖4所示為改造后輔助裝置，針對不同工序、不同模具，增加不同角度和形狀的氣缸和輔助裝置，從而控制成品件被頂出的路線，保證它能夠下落到滑料架上。

圖4 改造后輔助裝置

單人單機生產模式應用后，手工沖壓線單班次員工數由原來的18人減少到10人，節約人力資源成本8人；該生產模式通過增加氣動裝置，從而減少等待時間，使機床沖次由原來的9次/分鐘提高到10次/分鐘，生產效率提高了11.1%。

3 結論

沖壓車間手工生產線單人單機生產模式，融入先進的技術理念，通過對模具、設備的改造及技術運用，初步實現單人生產操作，減少操作人員、優化生產流程，有效降低人工成本，提升車間生產效率，提高沖壓作業安全性，將手工線的生產方式由全手動操作改變為半自動化生產，實現了手工沖壓線生產方式質的轉變。