混合自動化生產線設計

文／萬義群，熊耀庭，徐智崗，甘浩·江西江鈴專用車輛廠有限公司

隨著自動化生產線的大規模運用，許多老生產線需要改造成自動化生產線。江鈴集團大型液壓機生產線進行機器人自動化改造，但一部分老模具因為排廢料、模具開口高度過于狹窄或自動化改造空間不足等原因，無法滿足全自動化生產的要求。在這種背景下，人機混線自動化生產模式應運而生。

操作及安全保護模式

人機混線含有三種操作模式：⑴對于已經具有自動化模具設計和能夠完全改造成自動化設計的產品，實現全自動化生產；⑵對于因排廢料等原因不能完全滿足全自動化設計的模具，設計成自動、手動任意混線生產模式；⑶對于自動化沒有意義的產品，保留原有的手動生產模式，線首進料保留自動進料。

針對以上三種操作模式設計三種安全保護模式：

⑴全自動生產模式。整線完全遵循自動線的保護設計，生產過程中不允許人員進入安全柵欄，任何一個安全門鎖打開，整線停機；

⑵自動、手動混線模式。任何兩臺壓機之間需要人員進入混線生產，安全保護條件為：1)安全門鎖必須啟用，鎖住兩臺壓機之間的機器人不能動作；2)線首控制臺及相關壓機必須滿足相應的設定條件、聯鎖條件，整線才達到啟動要求。但是線首主控臺不能開動整線，整線控制變為設定壓機的雙手開關控制模式；3)設定的兩臺壓機手動控制授權為：前臺壓機及以前的設備，均由前臺壓機后面的雙手開關控制，后臺壓機及以后的設備均由后臺壓機前面的雙手開關控制；4)如果選擇多個間距手動混線模式，授權相同，但是雙手開關控制的設備數量不同。

⑶如果全部壓機之間選擇手動混線模式，則變成目前生產用的手動模式。

全人工生產方式

沖壓生產線自動化改造項目從人工線過渡至全自動化生產線期間，為確保此階段的生產交付，需保留原有的全人工的生產方式，以完成此線的各項生產任務。因此，在操作方式上選擇手動操作模式，將機器人（圖1）暫時轉移至安全位置。

圖1 操作機器人

圖2 整線示意圖

人機混線生產方式

為盡量減少人工強度、提升產品質量及生產節拍，將不能滿足自動化生產的區域添加人工操作，以完成清除廢料及擺放工件的工作。

⑴任意機器人離線的人機混合的生產模式，其整線示意圖如圖2所示。舉例來講：某產品如果第二序進料口端由于模具問題卡廢料導致廢料不能順利排出，進而導致此序不能連續自動運行，則需在第一序出料口和第二序進料口人工進取料。第一序和第二序之間的機器人不能有動作，以確保操作人員的安全。即P1壓機需人工下料、P2壓機需人工上料，R3機器人需在安全離線位置。具體操作流程為：創建正確程序，R3機器人選擇離線模式→R3移動至安全位置→離線區域安全門掛上個人掛鎖（圖3）。

圖3 個人掛鎖示意圖

⑵人機混合的生產模式下壓機的操作模式。具體操作流程為：操作面板自動/手動按鈕選至自動處→觸摸屏上選擇壓機自動離線→前臺壓機選擇左前、右前兩個工作站 →后臺壓機選擇左后、右后兩個工作站。

人機混線生產的安全保護措施：1)機器人位于安全位置，機器人示教器工作模式選擇至手動模式，使機器人處于靜止狀態；2)機器人離線區域安全門鎖上個人掛鎖,再次確保此區域無法啟動；3)壓機觸摸屏選擇壓機自動離線與程序設置進行互鎖保護確認；4)生產過程中雙手工作站需同時按下并且需按至機器人放料完成或者取料完成（即機器人開始遠離人工這一側），期間如有任何一個按鈕松開機器人都將停止運動，以確保機器人不對人員造成傷害。

全自動化生產方式

當模具及設備都具備全自動化生產條件時，整線設置完成后只需安排人員線尾裝框收料，中間工序無需人員參與作業即可完成生產。其操作步驟為：創建程序→操作面板選擇自動→觸摸屏選擇壓機自動在線→關閉所有安全提升門。

結束語

該液壓機混動生產線糅合了手工線生產、人機混動生產、全自動化生產三種生產模式，實現了自動化生產與柔性化生產的高度統一，在國內和國際都屬于首創，整線生產速度最高可達3.5次/分鐘。