混合自動(dòng)化生產(chǎn)線設(shè)計(jì)

文／萬(wàn)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(dòng)化生產(chǎn)線的大規(guī)模運(yùn)用，許多老生產(chǎn)線需要改造成自動(dòng)化生產(chǎn)線。江鈴集團(tuán)大型液壓機(jī)生產(chǎn)線進(jìn)行機(jī)器人自動(dòng)化改造，但一部分老模具因?yàn)榕艔U料、模具開(kāi)口高度過(guò)于狹窄或自動(dòng)化改造空間不足等原因，無(wú)法滿足全自動(dòng)化生產(chǎn)的要求。在這種背景下，人機(jī)混線自動(dòng)化生產(chǎn)模式應(yīng)運(yùn)而生。

操作及安全保護(hù)模式

人機(jī)混線含有三種操作模式：⑴對(duì)于已經(jīng)具有自動(dòng)化模具設(shè)計(jì)和能夠完全改造成自動(dòng)化設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化生產(chǎn)；⑵對(duì)于因排廢料等原因不能完全滿足全自動(dòng)化設(shè)計(jì)的模具，設(shè)計(jì)成自動(dòng)、手動(dòng)任意混線生產(chǎn)模式；⑶對(duì)于自動(dòng)化沒(méi)有意義的產(chǎn)品，保留原有的手動(dòng)生產(chǎn)模式，線首進(jìn)料保留自動(dòng)進(jìn)料。

針對(duì)以上三種操作模式設(shè)計(jì)三種安全保護(hù)模式：

⑴全自動(dòng)生產(chǎn)模式。整線完全遵循自動(dòng)線的保護(hù)設(shè)計(jì)，生產(chǎn)過(guò)程中不允許人員進(jìn)入安全柵欄，任何一個(gè)安全門(mén)鎖打開(kāi)，整線停機(jī)；

⑵自動(dòng)、手動(dòng)混線模式。任何兩臺(tái)壓機(jī)之間需要人員進(jìn)入混線生產(chǎn)，安全保護(hù)條件為：1)安全門(mén)鎖必須啟用，鎖住兩臺(tái)壓機(jī)之間的機(jī)器人不能動(dòng)作；2)線首控制臺(tái)及相關(guān)壓機(jī)必須滿足相應(yīng)的設(shè)定條件、聯(lián)鎖條件，整線才達(dá)到啟動(dòng)要求。但是線首主控臺(tái)不能開(kāi)動(dòng)整線，整線控制變?yōu)樵O(shè)定壓機(jī)的雙手開(kāi)關(guān)控制模式；3)設(shè)定的兩臺(tái)壓機(jī)手動(dòng)控制授權(quán)為：前臺(tái)壓機(jī)及以前的設(shè)備，均由前臺(tái)壓機(jī)后面的雙手開(kāi)關(guān)控制，后臺(tái)壓機(jī)及以后的設(shè)備均由后臺(tái)壓機(jī)前面的雙手開(kāi)關(guān)控制；4)如果選擇多個(gè)間距手動(dòng)混線模式，授權(quán)相同，但是雙手開(kāi)關(guān)控制的設(shè)備數(shù)量不同。

⑶如果全部壓機(jī)之間選擇手動(dòng)混線模式，則變成目前生產(chǎn)用的手動(dòng)模式。

全人工生產(chǎn)方式

沖壓生產(chǎn)線自動(dòng)化改造項(xiàng)目從人工線過(guò)渡至全自動(dòng)化生產(chǎn)線期間，為確保此階段的生產(chǎn)交付，需保留原有的全人工的生產(chǎn)方式，以完成此線的各項(xiàng)生產(chǎn)任務(wù)。因此，在操作方式上選擇手動(dòng)操作模式，將機(jī)器人（圖1）暫時(shí)轉(zhuǎn)移至安全位置。

圖1 操作機(jī)器人

圖2 整線示意圖

人機(jī)混線生產(chǎn)方式

為盡量減少人工強(qiáng)度、提升產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)節(jié)拍，將不能滿足自動(dòng)化生產(chǎn)的區(qū)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(jī)器人離線的人機(jī)混合的生產(chǎn)模式，其整線示意圖如圖2所示。舉例來(lái)講：某產(chǎn)品如果第二序進(jìn)料口端由于模具問(wèn)題卡廢料導(dǎo)致廢料不能順利排出，進(jìn)而導(dǎo)致此序不能連續(xù)自動(dòng)運(yùn)行，則需在第一序出料口和第二序進(jìn)料口人工進(jìn)取料。第一序和第二序之間的機(jī)器人不能有動(dòng)作，以確保操作人員的安全。即P1壓機(jī)需人工下料、P2壓機(jī)需人工上料，R3機(jī)器人需在安全離線位置。具體操作流程為：創(chuàng)建正確程序，R3機(jī)器人選擇離線模式→R3移動(dòng)至安全位置→離線區(qū)域安全門(mén)掛上個(gè)人掛鎖（圖3）。

圖3 個(gè)人掛鎖示意圖

⑵人機(jī)混合的生產(chǎn)模式下壓機(jī)的操作模式。具體操作流程為：操作面板自動(dòng)/手動(dòng)按鈕選至自動(dòng)處→觸摸屏上選擇壓機(jī)自動(dòng)離線→前臺(tái)壓機(jī)選擇左前、右前兩個(gè)工作站 →后臺(tái)壓機(jī)選擇左后、右后兩個(gè)工作站。

人機(jī)混線生產(chǎn)的安全保護(hù)措施：1)機(jī)器人位于安全位置，機(jī)器人示教器工作模式選擇至手動(dòng)模式，使機(jī)器人處于靜止?fàn)顟B(tài)；2)機(jī)器人離線區(qū)域安全門(mén)鎖上個(gè)人掛鎖,再次確保此區(qū)域無(wú)法啟動(dòng)；3)壓機(jī)觸摸屏選擇壓機(jī)自動(dòng)離線與程序設(shè)置進(jìn)行互鎖保護(hù)確認(rèn)；4)生產(chǎn)過(guò)程中雙手工作站需同時(shí)按下并且需按至機(jī)器人放料完成或者取料完成（即機(jī)器人開(kāi)始遠(yuǎn)離人工這一側(cè)），期間如有任何一個(gè)按鈕松開(kāi)機(jī)器人都將停止運(yùn)動(dòng)，以確保機(jī)器人不對(duì)人員造成傷害。

全自動(dòng)化生產(chǎn)方式

當(dāng)模具及設(shè)備都具備全自動(dòng)化生產(chǎn)條件時(shí)，整線設(shè)置完成后只需安排人員線尾裝框收料，中間工序無(wú)需人員參與作業(yè)即可完成生產(chǎn)。其操作步驟為：創(chuàng)建程序→操作面板選擇自動(dòng)→觸摸屏選擇壓機(jī)自動(dòng)在線→關(guān)閉所有安全提升門(mén)。

結(jié)束語(yǔ)

該液壓機(jī)混動(dòng)生產(chǎn)線糅合了手工線生產(chǎn)、人機(jī)混動(dòng)生產(chǎn)、全自動(dòng)化生產(chǎn)三種生產(chǎn)模式，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化生產(chǎn)與柔性化生產(chǎn)的高度統(tǒng)一，在國(guó)內(nèi)和國(guó)際都屬于首創(chuàng)，整線生產(chǎn)速度最高可達(dá)3.5次/分鐘。