彈簧噴涂標(biāo)識(shí)工序的自動(dòng)化改造

趙亮

摘? 要：文章主要針對(duì)彈簧制造后端噴涂標(biāo)識(shí)工序手工作業(yè)效率低和占用人力資源等存在的問(wèn)題，通過(guò)對(duì)存在問(wèn)題進(jìn)行了分析，并對(duì)技術(shù)改造解決問(wèn)題的過(guò)程作出介紹。

關(guān)鍵詞：噴涂標(biāo)識(shí);PLC;自動(dòng)化;改造

中圖分類號(hào)：TH135? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2019）32-0112-02

Abstract： In view of the problems existing in the manual operation of the spraying marking process at the back end of spring manufacturing， such as the low efficiency of manual operation and the occupation of human resources， this paper analyzes the existing problems and introduces the process of technical transformation to solve the problems.

Keywords： spray marking; PLC; automation; transformation

由于現(xiàn)在生活水平的提高，小汽車成了很多人都能擁有的代步工具，汽車工業(yè)產(chǎn)業(yè)正是在這樣的大背景下得到了蓬勃的發(fā)展，從而帶動(dòng)了像汽車內(nèi)飾、彈簧制造等一大批上游汽車零部件企業(yè)的發(fā)展，本論文正是為順應(yīng)市場(chǎng)的發(fā)展需要而對(duì)噴涂標(biāo)識(shí)工序手工作業(yè)進(jìn)行改造。在彈簧的制造過(guò)程中由于生產(chǎn)工藝的需要，在彈簧生產(chǎn)的后端工序需要對(duì)彈簧的一邊端面進(jìn)行噴漆標(biāo)識(shí)，原來(lái)的噴涂工序是由人工進(jìn)行的，噴涂時(shí)間的長(zhǎng)短、產(chǎn)品表面的外觀等方面都存在差異而且效率低下;我通過(guò)對(duì)問(wèn)題的分析、匯總，提出了用編碼器、PLC及接近開(kāi)關(guān)等器件對(duì)工序進(jìn)行自動(dòng)化改造，使得該工序節(jié)省了人力并避免了人工操作對(duì)身體健康的影響，同時(shí)工件噴涂質(zhì)量有了大幅度的提高、油漆消耗量也有明顯的降低。以下是整個(gè)過(guò)程的介紹。

1 存在的問(wèn)題

彈簧制造的工藝過(guò)程為：原材料線材放到送線機(jī)上，送到彈簧卷切機(jī)進(jìn)行卷簧成形達(dá)到要求的螺距;剪切出來(lái)的工件通過(guò)輸送帶輸送到低溫退火爐進(jìn)行退火處理;退火處理后送到端面研磨機(jī)進(jìn)行兩邊端面的研磨;研磨結(jié)束送到倒角機(jī)進(jìn)行內(nèi)倒角和外倒角處理;再到拋丸機(jī)進(jìn)行彈簧的表面處理;然后進(jìn)氮化爐進(jìn)行低溫氮化處理;接著經(jīng)過(guò)疲勞永久變形防止處理;到荷重檢測(cè)、自由高度檢測(cè)、內(nèi)徑檢測(cè)檢驗(yàn);然后對(duì)工件一端噴涂進(jìn)行彈簧首尾端識(shí)別;再到外觀檢查;合格后包裝入庫(kù)。彈簧生產(chǎn)工藝過(guò)程見(jiàn)圖1。

在整個(gè)的彈簧生產(chǎn)流程中，我發(fā)現(xiàn)在后端的噴涂工序存在以下幾個(gè)問(wèn)題：（1）彈簧經(jīng)過(guò)荷重、自由高度、內(nèi)徑及螺距（粗密）的性能檢測(cè)，送到噴涂工序進(jìn)行首尾端噴漆識(shí)別，由專人在噴涂崗位上對(duì)輸送過(guò)來(lái)的彈簧工件，用手工噴涂完成的;專人作業(yè)占用了崗位人力資源。（2）手工作業(yè)對(duì)噴涂產(chǎn)品的外觀一致性不好，有的工件噴得很厚、有的噴得很薄從而影響產(chǎn)品外觀，并會(huì)造成工件返工重噴現(xiàn)象。（3）由于每個(gè)班次的操作工人熟練程度不一樣，油漆的消耗量也不一樣，造成一定程度的浪費(fèi)。（4）由于工人操作熟練程度不一樣，導(dǎo)致有時(shí)產(chǎn)品噴不及時(shí)，需要將部分工件從輸送線上卸下來(lái)，和外觀返噴產(chǎn)品一起重噴，生產(chǎn)效率較低。（5）由于手工近距離噴涂作業(yè)，雖然崗位上有抽風(fēng)系統(tǒng)，但還有氣味溢出，長(zhǎng)期會(huì)對(duì)員工的身體健康帶來(lái)影響。

2 分析及改善對(duì)策

對(duì)后端噴涂標(biāo)識(shí)作業(yè)常見(jiàn)問(wèn)題進(jìn)行綜合分析，做成分析表見(jiàn)表1。

通過(guò)對(duì)上述問(wèn)題的研究分析，決定對(duì)噴涂標(biāo)識(shí)工序操作方式進(jìn)行自動(dòng)化改造，由過(guò)去的人手操作改為自動(dòng)噴涂作業(yè)。

2.1 電路構(gòu)成及工作原理

交流220V電源分兩路一路供應(yīng)PLC;另一路供應(yīng)開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源PS由開(kāi)關(guān)電源PS輸出穩(wěn)定的直流24V提供給接近開(kāi)關(guān)PR、編碼器PG和報(bào)警輸出繼電器R1、報(bào)警指示燈L1、運(yùn)行指示燈L2、噴漆電磁閥V1等;編碼器PG轉(zhuǎn)軸通過(guò)聯(lián)軸器與輸送輪聯(lián)結(jié)，輸送帶轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)編碼器PG產(chǎn)生信號(hào)X0提供給PLC;工件由輸送帶傳送過(guò)來(lái)，接近開(kāi)關(guān)PR產(chǎn)生工件檢測(cè)信號(hào)X1，到達(dá)噴槍位置時(shí)PLC控制輸出點(diǎn)Y4輸出電磁閥V1動(dòng)作對(duì)工件進(jìn)行噴涂，同時(shí)PLC 輸出點(diǎn)Y5控制操作面板上的噴漆指示燈L2點(diǎn)亮表示正在噴涂;根據(jù)工件大小不同，噴涂時(shí)間可通過(guò)操作面板上的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)ZB實(shí)現(xiàn)時(shí)間長(zhǎng)、短檔位調(diào)節(jié);在調(diào)試噴槍性能和噴涂效果時(shí)可以用手動(dòng)輔佐按鈕SB1來(lái)點(diǎn)動(dòng)調(diào)試;當(dāng)噴涂時(shí)間超過(guò)一定范圍時(shí)，報(bào)警輸出中間繼電器R1動(dòng)作，停止供料電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)和噴涂，同時(shí)報(bào)警指示燈L1閃亮起警示作用;處理確認(rèn)正常后按復(fù)位按鈕SB2可進(jìn)行報(bào)警復(fù)位，讓機(jī)器重新投入工作。電氣原理接線圖見(jiàn)圖2、主要電器元件表和PLC輸入輸出I/O表見(jiàn)表2和表3。

2.2 編程與調(diào)試

根據(jù)控制的要求在電腦上用三菱PLC的編程軟件GX-DEVELOPER編寫(xiě)PLC的控制梯形圖;主要應(yīng)用了位移功能指令SFTL來(lái)編寫(xiě)程序，編寫(xiě)完在電腦上經(jīng)初步檢查模擬運(yùn)行修改程序編寫(xiě)中的錯(cuò)誤;然后安排在公司放假不生產(chǎn)時(shí)安裝硬件部分，按安裝規(guī)范要求，將各電氣材料安裝接線;檢查無(wú)誤后，將電腦與PLC用RS-232數(shù)據(jù)線連接，把編好的程序傳送到PLC上，通過(guò)電腦現(xiàn)場(chǎng)在線監(jiān)控調(diào)試;調(diào)試的重點(diǎn)是感應(yīng)工件后到工件輸送至噴槍前的時(shí)間把握：該時(shí)間可以先通過(guò)在PLC程序上修改指定的目標(biāo)操作數(shù)Mn來(lái)實(shí)現(xiàn)（n為大于起始數(shù)而小于指定位元件長(zhǎng)度的數(shù)值），也可以通過(guò)調(diào)節(jié)工件傳感器與噴槍的距離來(lái)實(shí)現(xiàn)。還有就是噴涂時(shí)間的長(zhǎng)短設(shè)定可通過(guò)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)ZB來(lái)實(shí)現(xiàn)：先設(shè)定程序上定時(shí)器的整定值，改變定時(shí)器設(shè)定值可以改變噴漆時(shí)間，然后再用檔位轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)ZB來(lái)外部操作切換，當(dāng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)到長(zhǎng)位置時(shí)噴涂時(shí)間較長(zhǎng)、轉(zhuǎn)換到短位置時(shí)噴涂時(shí)間較短;通過(guò)調(diào)試直到合適。程序控制梯形圖如附錄所示。

2.3 改造后的效果

（1）實(shí)現(xiàn)了省人化目的，按一個(gè)工人平均每月1500元工資每天三班計(jì)算，每年至少可以節(jié)約5.4萬(wàn)元人工費(fèi)用，如果連同工人福利一起計(jì)算節(jié)約的費(fèi)用就更加多;（2）消除了人工作業(yè)對(duì)員工身體健康潛在的影響;（3）噴涂工件外觀品質(zhì)好;返噴率也由原來(lái)的千分之五，變?yōu)榱爽F(xiàn)在的千分之零點(diǎn)零一，品質(zhì)得到了大幅度的提高;（4）由于減少了工件重噴現(xiàn)象，生產(chǎn)節(jié)拍與前面工序的節(jié)拍一致，整體生產(chǎn)效率也得到了提高;（5）油漆用量由原來(lái)的每月五桶（20升/桶）變?yōu)榱爽F(xiàn)在的四桶，原材料節(jié)約明顯，按每桶涂料價(jià)格4000元計(jì)算，每年可節(jié)約4.8萬(wàn)元。

3 結(jié)束語(yǔ)

我們通過(guò)采取上述改進(jìn)措施，使彈簧噴涂標(biāo)識(shí)工序?qū)崿F(xiàn)了操作方式由手動(dòng)人工作業(yè)變成了自動(dòng)噴涂作業(yè);切底解決了人工操作方式所存在的問(wèn)題;滿足了工序噴涂標(biāo)識(shí)的要求，同時(shí)每年直接節(jié)約成本（人工費(fèi)+材料費(fèi)）10.8萬(wàn)元，經(jīng)濟(jì)效益明顯;改造效果達(dá)到了預(yù)期目的。

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