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鍛壓機(jī)床

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鍛壓機(jī)床智能化探析
2017-6-14  來源：江蘇省徐州鍛壓機(jī)床廠集團(tuán)有限公司  作者：閔 鵬，閔建成，夏 偉，李 逸

       摘要：提出智能的概念及智能鍛壓機(jī)床的概念，闡述智能制造在中國的現(xiàn)狀，分析鍛壓機(jī)床如何實(shí)現(xiàn)智能化，介紹徐鍛在打造智能鍛壓系統(tǒng)集成商方面的做法。

       關(guān)鍵詞：鍛壓機(jī)械；智能化；智能制造；網(wǎng)絡(luò)化；自動化

       智能是智力和能力的表現(xiàn)。可以認(rèn)為智能是知識與智力的總和，其中知識是一切智能行為的基礎(chǔ)，而智力是獲取知識并運(yùn)用知識求解問題的能力，是頭腦中思維活動的具體體現(xiàn)。在科技領(lǐng)域，智能可特指機(jī)器所具有的自動控制能力和根據(jù)環(huán)境的自我調(diào)節(jié)能力；智能至少包括三個方面的能力：理解、分析、解決問題的能力；歸納推理能力和演繹推理能力；自適應(yīng)環(huán)境而生存發(fā)展的能力。

       從以上對智能的解釋可以認(rèn)為，智能鍛壓機(jī)床先進(jìn)于數(shù)控鍛壓機(jī)床，其不但能可靠生產(chǎn)，還要高效生產(chǎn)；不但要數(shù)控化，還要智能化；不但易操作，而且要自動化操作；不但可發(fā)現(xiàn)并反饋問題，而且可分析并解決問題；不但具備生產(chǎn)功能，而且具備管理功能；不但具備自診斷能力，而且要具備遠(yuǎn)程協(xié)同處理能力。也就是說，智能鍛壓機(jī)床應(yīng)具備：成形、監(jiān)控、分析、診斷、處理、傳輸、記錄、內(nèi)外及遠(yuǎn)程協(xié)同能力,能夠與互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算相結(jié)合,將數(shù)字化、信息化、智能化相融合，通過專業(yè)人士來操作，通過專家來處理問題，在全生命周期將用戶端與制造端互聯(lián)。即形成智能鍛壓機(jī)床與人類專家共同組成的人機(jī)一體化智能系統(tǒng)。

       1.智能鍛壓機(jī)床及分類

       智能鍛壓機(jī)床應(yīng)具備以下 25 項(xiàng)功能：行程次數(shù)可調(diào)；低速調(diào)模；裝模高度、氣墊壓力、氣墊行程、平衡缸壓力等可手動調(diào)節(jié)、自動調(diào)節(jié)并有記憶功能；模具自動夾緊；設(shè)備和人身安全保證功能；偏載預(yù)警；各項(xiàng)調(diào)節(jié)功能互鎖；工作臺自動更換；模具參數(shù)儲存、調(diào)出；油量調(diào)節(jié)；溫度檢測與調(diào)節(jié)；潤滑控制與檢測；多機(jī)聯(lián)動和單機(jī)自動化功能；故障自動診斷；精度動態(tài)檢測，動態(tài)補(bǔ)償；人機(jī)管理；協(xié)同遠(yuǎn)程診斷；互聯(lián)網(wǎng)控制；手指工廠功能；物聯(lián)網(wǎng)功能；微信掃描電子檔案資料顯示功能；GPS 定位功能，等。

       智能鍛壓機(jī)床可分為以下幾種類型：

       1.1 智能伺服鍛壓機(jī)床

       伺服鍛壓機(jī)床通過伺服電機(jī)直驅(qū)帶動鍛壓機(jī)床滑塊，傳遞扭矩，控制靠伺服系統(tǒng)進(jìn)行，可完全實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)化功能。上述 25 項(xiàng)智能化功能在伺服鍛壓機(jī)床上已均具備實(shí)現(xiàn)條件。

       1.2 智能數(shù)控鍛壓機(jī)床

       對于大型閉式單、雙、四點(diǎn)鍛壓機(jī)床以及高速鍛壓機(jī)床來說，快速換模、高速運(yùn)行、記憶、分析、診斷等功能已普遍實(shí)現(xiàn)。上述 25 項(xiàng)智能化功能均具備實(shí)現(xiàn)條件，有些功能成本有所增加，但維護(hù)、管理更加方便。

       1.3 一般智能化鍛壓機(jī)床

       開式單點(diǎn)、雙點(diǎn)及半閉式曲軸式鍛壓機(jī)床，由于結(jié)構(gòu)限制，上述 25 項(xiàng)智能化功能中無法全部實(shí)現(xiàn)。該類型鍛壓機(jī)床也能實(shí)現(xiàn)部分智能化，其智能化指數(shù)比前述兩類型智能化機(jī)床要低。

       2.智能化機(jī)床舉例分析

       2.1 一般智能鍛壓機(jī)床

       以徐鍛生產(chǎn)的 JH21-160A 型開式精密智能快速換模壓力機(jī)與某高性能壓力機(jī)調(diào)模時間對比為例分析。結(jié)果如表 1 所示。由表可見，一般智能鍛壓機(jī)床，智能換模比人工換模時間快，第一次調(diào)試 6 分08 秒，存貯后二次調(diào)模 5 分 38 秒。表明智能鍛壓機(jī)床在調(diào)模方面省時、省力，對操作人員素質(zhì)要求低，不必反復(fù)調(diào)模。

       2.2 多機(jī)橫桿生產(chǎn)線、機(jī)器人多機(jī)生產(chǎn)線、多機(jī)雙橫桿生產(chǎn)線


       如 圖 1 所 示為徐鍛左右自動送料的單橫桿壓力機(jī)生產(chǎn)線；圖 2為徐鍛兩臺壓力機(jī)配三臺機(jī)器人生產(chǎn)線；圖 3 為徐鍛 5 臺雙橫桿電視機(jī)背板生產(chǎn)線。
 
 


表1 調(diào)模時間對照表



       2.3 智能數(shù)控鍛壓機(jī)床

       如圖 4 所示為徐鍛 JH71-800Y 閉式多工位智能數(shù)控壓力機(jī)。該機(jī)具備智能鍛壓機(jī)床 25 項(xiàng)功能的 15項(xiàng)。行程次數(shù)高達(dá) 18～22 次/分，帶有雙拆垛臺，帶有


       磁性的機(jī)前送料機(jī)，伺服雙橫桿三次元送料機(jī)，更換模具雙橫桿自動更換，線尾皮帶機(jī)，廢料地下自動生產(chǎn)線。換模時間僅需 6 分鐘。

       2.4 智能伺服壓力機(jī)熱成形生產(chǎn)線

       如圖 5 所示為徐鍛智能熱成形伺服壓力機(jī)生產(chǎn)線。該生產(chǎn)線工藝路線為：料箱-加熱爐門機(jī)器人 1-板料拆垛機(jī)器人 2 并將板料送入加熱爐-關(guān)加熱爐門機(jī)器人 3-開加熱爐門機(jī)器人 1-從加熱爐取加熱后板料放到送料線機(jī)器人4-輸送機(jī)將加熱后板料輸送前移-機(jī)器人 5 將輸送線板料送到智能伺服壓力機(jī)-伺服壓力機(jī)熱成形-機(jī)器人 5 由伺服壓力機(jī)取出成形后零件，并放入料框。熱成形過程中進(jìn)行模具冷卻。熱成形壓力機(jī)不但實(shí)現(xiàn)了換模智能化，而且和拆垛機(jī)器人、送料機(jī)器人、取料機(jī)器人、加熱爐、加熱爐開關(guān)門機(jī)器人、模具冷卻、安全門、爐內(nèi)溫度檢測、出爐溫度檢測、水溫檢測、模內(nèi)溫度檢測、成形力檢測與對比、板料未鍍鋅時加熱爐氮?dú)鉂舛葯z測等聯(lián)動，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、人機(jī)合一、完全智能型鍛壓制造。該智能生產(chǎn)線具備上述 25 項(xiàng)智能機(jī)床功能。


       2.5 智能鍛壓機(jī)床控制模塊


       智能鍛壓機(jī)床模塊分類如表 2所示。其中每一類模塊又有不同功能，不同模塊根據(jù)功能不同，又分為不同系統(tǒng)或裝置，如智能模塊又分為 7個子模塊。

       根據(jù)用戶需求，各模塊將不斷變化。子模塊故障信息顯示頁面示例如圖 6 所示。

表 2智能壓力機(jī)模塊分類


       綜上所述，智能鍛壓機(jī)床可實(shí)現(xiàn)智能調(diào)模、參數(shù)存貯、自動換模、偏載預(yù)警、人機(jī)互動、與 EP 連接、遠(yuǎn)程監(jiān)控等功能，同時配備機(jī)器人、

       三次元機(jī)械手等智能化周邊設(shè)備，實(shí)現(xiàn)人機(jī)合一，形成智能系統(tǒng)集成沖壓生產(chǎn)線，在生產(chǎn)效率獲得極大提高的同時，大大降低人工費(fèi)用，減少試模廢件、模具維修等成本。不但滿足用戶日益高漲的沖壓智能化需求，而且?guī)椭脩魧?shí)現(xiàn)智能沖壓制造轉(zhuǎn)型升級。

       3.鍛壓機(jī)床智能化面臨問題

       鍛壓機(jī)床的智能化尚存在有以下的問題：①與智能鍛壓機(jī)床配套的相關(guān)軟件開發(fā)；②各種不同檔次的智能鍛壓機(jī)床的研發(fā)；③與各種不同檔次智能鍛壓機(jī)床配套且性價比高的附件研發(fā)；④現(xiàn)有鍛壓機(jī)床智能化改造。由于已使用鍛壓機(jī)床智能化改造難度比新購鍛壓機(jī)床智能化難度大得多，如何解決現(xiàn)有鍛壓機(jī)床智能化問題，需要下很大功夫；⑤與智能化鍛壓機(jī)床相配套的模具研發(fā)；⑥鍛壓機(jī)床智能化檢測設(shè)備研究；⑦其他鍛壓機(jī)床智能化，等。

       本文提出智能的概念及智能鍛壓機(jī)床的概念，闡述智能制造在中國的現(xiàn)狀，分析鍛壓機(jī)床如何實(shí)現(xiàn)智能化，介紹徐鍛在打造智能鍛壓系統(tǒng)集成商方面的做法，并提出鍛壓機(jī)床智能化面臨的問題，對智能化鍛壓機(jī)床研究有參考價值，對于貫徹執(zhí)行中國制造2025 具有借鑒意義。




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