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锻压/冲压/轧制设备 |
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提高冲压线生产能力 |
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作者：广州本田汽车有限公司 陈锐辉 来源：AI汽车制造业 |
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随着企业的快速发展和生产规模的不断扩大，提高企业生产竞争力的关键在于在现有设备基础上努力削减单件产品的生产成本。我公司在生产中使用了“运转率”（每天实绩生产时间占每天计划生产时间的比例）和“CT值”（单个零件的生产时间）进行管理。
我公司2006年引入了一条机器人自动搬运冲压生产线（见图1），该线生产模式为一天3班。经过2年多的运行，该线日生产能力达到7379件/天，运转率是70%，单件零件平均生产时间是7.2s，效率低，行业竞争力弱。为此，针对提高运转率和降低CT值我们开展了一系列改善设备的工作。
图1 冲压生产线设备构成
根据生产现场2008年1～3月的统计数据显示，生产线“模具交换”与“模具清扫”时间占每天可生产时间的15%，严重影响生产。因此我们把“降低生产CT值”、“生产线换模时间”和“降低模具清扫率”作为改善的目标：2008年CT值6.8s以下、换模时间5min以内以及模具清扫占生产时间的3%以下。
降低CT值
生产CT值代表生产线的生产效率，降低生产CT值就能使生产线更快速生产。决定生产线的生产速度有两个因素：一是各设备的动作速度，二是各设备的动作协调性。我们经过对现有的生产模式进行反思，想到如果让生产线上的冲压机同步冲压、机器人同步搬运，那么理论上这种同步生产模式对生产线各设备的协调性比现在步调不一致的生产模式好。因此我们提出了改进措施并进行了一系列的技术攻关。将生产线分割成4个单元单独优化，使单元动作时间最小。再调整各设备速度和各项连锁参数，使各单元的动作时间大致相等，且前面单元比后面单元动作时间稍多一点（T单元一≥T单元二≥T单元三≥T单元四）。按照这个方法实施后，同步生产模式实现了。
从2008年6月份起，A冲压生产线以一种全新的同步生产模式进行生产，并且从同年7月份起，生产线生产各零件的平均CT值下降到6.72s，达成预先设定的目标。同步模式实施前，生产一批1200件零件需要144min；同步模式实施后，生产一批1200件零件只需135min。一天生产7批次零件，一天就节约生产时间63min。
减少模具更换时间
减少冲压生产线模具交换时间，就能够降低冲压零件的库存，使冲压工序加工完的零件立即进入焊接工序，更加符合多车型共线生产的需要。我们曾经在2007年的技改工作中，通过减少模具交换时单台设备的故障率、对各设备换模步骤内容进行改善等措施成功地将模具更换时间降低到6.5min/次，但与此次技改目标相比，还有很大差距，需要从整线控制方式上反思，改良出一种更有效率的控制方式。
生产线换模的现状是：换模时需要5个操作人员，换模前、换模后都必须到各台设备确认参数，各设备不在同一时刻启动换模。因此我们必须简化操作，提高自动化水平，建立全自动的“一站式”换模操作方式（见图2）。
图2 一站式换模
表1 改善前换模需要6.5min
 由于生产线有9种不同生产模式互换的换模方式，实现由一名操作人员控制整线换模过程需要做大量的工作：设计生产线的控制方案、增加整线换模控制装置、改善整线控制程序与各设备的控制程序、各设备安全连锁的变更以及大量的现场调试工作。本次整改在休息时间进行，经过3个月的准备工作和3个月的现场调试，“一站式”换模最终成功实现。换模时间从6.5min（见表1）下降到4.5min（见表2）。生产线一天约更换10次模具，节约了20min换模时间，把节约的时间用于生产，能多生产178件零件。更重要的是，4.5min换模时间的冲压生产线对多车型多模具共线生产的生产模式起到了重大的支持作用。表2 改善后换模在4.5min内完成
 减少模具清扫时间
在汽车企业的冲压生产中，影响冲压生产线运转率是多方面的，其中模具清扫工艺就是重要的一项。在汽车外覆盖件生产过程中，生产出的零件如果由于模具切削铁粉粘附在模具表面而引起的质量缺陷，需要停止生产线，清洁模具表面后继续恢复生产。特别是在新车型投产初期，模具进入生产稳定期前，生产过程中的模具清扫情况特别多，占据每天计划生产时间的10%左右。模具进入生产稳定期后，清扫时间与钢板材料的清洗效果有很大关系，一般在2%～3%左右。如果能够降低不运转率中的模具清扫率，就能够得到更多的生产时间。
考虑到生产过程中每次进行模具清扫大约需要300s，其中设备操作时间有250s，因此必须降低设备操作时间。表3所示为模具清扫时设备动作的时间分析，主电机操作时间占模具清扫总时间的53％，取消过程中的主电机停止与开动就能减少抹模操作时间。然而从安全的角度上考虑，抹模时关闭主电机是为了切断传动动力，保证滑块不会误动作。于是我们通过对离合制动器的控制回路与执行回路分析，在执行回路上增加具有反馈阀芯位置功能的紧急停止阀，这样在不关闭主电机的情况下，短时间进入压力机，也能充分保证切断传动机构，防止滑块误动作，保证抹模操作人员的安全。表3 模具清扫时设备动作的时间
 经过改进，抹模操作时间下降到120s，模具清扫时间下降到生产时间的3％以下，目标达成。
结语
我们通过对生产线设备的改善，实现了提高生产线生产效率的目的，与之前相比，能力提高14.5%，生产能力从7379件/天上升到8453件/天。生产线生产能力提高后，每天有了计划停机时间，利用计划停机时间，能够使生产线进行新车型模具调试、模具维护等，并且使每件零件的电能消耗下降了0.2kW/h，从而使生产成本大幅下降。(end)
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(9/24/2009) |
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