论文部分内容阅读
[摘 要]米勒·万家顿2 400 t压力机自动生产线在生产节拍为SPM12时，拆垛站偶发每分钟只送11张板料，造成整线损失了一个节拍，压机出现了“空压”异常现象。针对该现状进行真空气缸改造升级，提高拆垛站送料速度，使压机整线生产节拍达到SPM12值。
[关键词]拆垛站;节拍损失;破真空装置
[中图分类号]TG385.9 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2021）04–00–02
Improvement of the Production Cycle of the Destacking Station of the Press
Wu Zhen-tong
[Abstract]When the automatic production line of Miller Weingarten 2400 T press is at SPM12， the destacking station occasionally delivers only 11 sheets per minute， causing the entire line to lose one beat， and the press has an "air pressure" abnormality. phenomenon. According to the current situation， the vacuum cylinder was upgraded and upgraded， and the feeding speed of the destacking station was increased， so that the production cycle of the entire press line reached the SPM12 value.
[Keywords]destacking station;beat loss;vacuum breaking device
拆垛站送料裝置为冲压线分张提供钢制板料，它既可以为冲压线提供单片板料也可以提供双片板料，通过拆垛工位下部的升降台，举升架将料垛举升到板料吸着区，所预选的真空气缸拾取料垛最上面的板料，并将其运送到磁性皮带上，磁性皮带将板料输送给清洗机内进行清洗，清洗机清洗完成后输送到对中台定位，上料机械手从对中站处吸取板料并将其送入打头压机模具内，模具将板料冲压成形。
1 原因分析
冲压三线设备综合效率（OEE）出现了下降，在整线SPM为12时，拆垛站只送出11张板料，是造成整体节拍下降、OEE未达的主要原因，改造异常问题点迫在眉睫。
节拍损失计算：SPM1的节拍损失，每天按双班16 h算，稼动率90%，出勤20人，计算周期一年（200个工作日），SPM12模具使用率60%计算，年损失产量=1件×60 min×16 h×90%×
200 d×60%=103 680件，需双班生产约17 d。
拆垛站下降了1个节拍，年产量的损失将达到103 680件，为了挽回损失的产能，设定了“恢复整线最大生产SPM=12的节拍能力”的目标。
2 现状把握
查找程序，确认拆垛站运行时的节点输出信号（图1），通过PLC的分析软件对输出信号进行监控，将拆垛站整体节拍时间进行分解（图2），得到实测的节拍时间为5.3 s，而设计节拍时间为5 s，节拍时间增加了0.3 s，从分解图来看，取料开始到气缸返回上部占用的时间超过整体时间的一半以上，对此必须对取料时间进行优化。
3 原因分析
关于取料时板料释放时间长的问题，查看气动回路图，真空气源接通，真空发生器产生真空，当气缸下行，吸盘真空吸取板料，气缸上升到磁性皮带，板料粘贴在磁性带上，由于吸盘仍有真空吸住板料，气缸被拉住未能上升，当真空气源断开后，真空发生器到吸盘的真空缓慢从消音器释放，导致吸盘释放板料延迟，所以气缸释放板料时间长。
结论：厂家气动回路中吸盘没有破真空功能（吸盘利用真空吸取板料，真空关断后在一定时间内存在残余负压，通过快速給气消除吸盘的真空，称为破真空），吸盘吸料板料破真空时间长，造成气缸活塞返回动作时间长。
4 对策实施
4.1 对策拟定
通过改变真空发生器的样式，利用气缸活塞的磁环（图3），增加磁性换向阀，低成本实现吸盘破真空功能，使气缸的动作不受真空压力的限制，达到既巩固板料下垂的改造效果，又实现气缸快速返回的自动破真空功能。当真空气源接通，气缸活塞下行，当活塞与磁性阀的位置一致时，此时的真空发生器为吹气状态，离开磁性阀位置下行，吸盘产生真空吸取板料，气缸吸料上行到板料被磁力带处，气缸活塞磁环与磁性阀位置一致，真空发生器能迅速自动切换吹气，吸盘真空破灭，气缸迅速返回上部，整个过程气缸动作连贯，没有等待的时间损失。
4.2 增加破真空气路
改造前：厂家设计方案中，没有破真空的回路，通过关断气源，真空从消音器泄漏消失，泄漏时间较长（图4）。
改造后：增加破真空气路设计，板料取料到释放动作连贯，没有等待的损失（图5）。
5 效果确认
使用PLC软件对改造前后取料周期时间进行测定，由改造前的动作时间3.121 s缩短到改造后的2.52 s，压机整线空压现象未再发生（图6）。
改造前实测气缸周期动作时间=3.12 s;改造后实测气缸周期动作时间=2.52 s;气缸动作周期时间缩短了3.12-2.52=
0.6 s=600 ms。
通过对拆垛站程序的学习、分析、总结，确认了“拆垛站取料时间长故障”的要因，对气缸的真空回路进行改造，使拆垛站的整体节拍时间由原来的5.3 s缩短到4.72 s，改造后将拆垛站的节拍能力SPM提升到12.71，满足了整线SPM12的生产节拍（图7）。
6 结束语
通过对拆垛站取料时板料释放时间长故障的观察、分析、学习与反复的试验，不但增强了拆垛站各部件结构的熟悉度，也对程序中各部件动作的逻辑条件更深入理解。同时，此次真空气缸的破真空功能获得了成功，不仅丰富了自身的技能水平，更取得了明显的产能效益，消除冲压自动生产线“空压”故障，提高经济效益。
参考文献
[1] 马琳.液压传动与气动技术[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2008.
[2] 李华.气动基本回路原理[M].北京：新华出版社，2007.
[3] 钟肇.可编程序控制器原理及应用第二版[M].广州：华南理工大学出版社，2009.
[4] 陆一飞.机床与液压[M].北京：机械工业出版社，2008.
[关键词]拆垛站;节拍损失;破真空装置
[中图分类号]TG385.9 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2021）04–00–02
Improvement of the Production Cycle of the Destacking Station of the Press
Wu Zhen-tong
[Abstract]When the automatic production line of Miller Weingarten 2400 T press is at SPM12， the destacking station occasionally delivers only 11 sheets per minute， causing the entire line to lose one beat， and the press has an "air pressure" abnormality. phenomenon. According to the current situation， the vacuum cylinder was upgraded and upgraded， and the feeding speed of the destacking station was increased， so that the production cycle of the entire press line reached the SPM12 value.
[Keywords]destacking station;beat loss;vacuum breaking device
拆垛站送料裝置为冲压线分张提供钢制板料，它既可以为冲压线提供单片板料也可以提供双片板料，通过拆垛工位下部的升降台，举升架将料垛举升到板料吸着区，所预选的真空气缸拾取料垛最上面的板料，并将其运送到磁性皮带上，磁性皮带将板料输送给清洗机内进行清洗，清洗机清洗完成后输送到对中台定位，上料机械手从对中站处吸取板料并将其送入打头压机模具内，模具将板料冲压成形。
1 原因分析
冲压三线设备综合效率（OEE）出现了下降，在整线SPM为12时，拆垛站只送出11张板料，是造成整体节拍下降、OEE未达的主要原因，改造异常问题点迫在眉睫。
节拍损失计算：SPM1的节拍损失，每天按双班16 h算，稼动率90%，出勤20人，计算周期一年（200个工作日），SPM12模具使用率60%计算，年损失产量=1件×60 min×16 h×90%×
200 d×60%=103 680件，需双班生产约17 d。
拆垛站下降了1个节拍，年产量的损失将达到103 680件，为了挽回损失的产能，设定了“恢复整线最大生产SPM=12的节拍能力”的目标。
2 现状把握
查找程序，确认拆垛站运行时的节点输出信号（图1），通过PLC的分析软件对输出信号进行监控，将拆垛站整体节拍时间进行分解（图2），得到实测的节拍时间为5.3 s，而设计节拍时间为5 s，节拍时间增加了0.3 s，从分解图来看，取料开始到气缸返回上部占用的时间超过整体时间的一半以上，对此必须对取料时间进行优化。
3 原因分析
关于取料时板料释放时间长的问题，查看气动回路图，真空气源接通，真空发生器产生真空，当气缸下行，吸盘真空吸取板料，气缸上升到磁性皮带，板料粘贴在磁性带上，由于吸盘仍有真空吸住板料，气缸被拉住未能上升，当真空气源断开后，真空发生器到吸盘的真空缓慢从消音器释放，导致吸盘释放板料延迟，所以气缸释放板料时间长。
结论：厂家气动回路中吸盘没有破真空功能（吸盘利用真空吸取板料，真空关断后在一定时间内存在残余负压，通过快速給气消除吸盘的真空，称为破真空），吸盘吸料板料破真空时间长，造成气缸活塞返回动作时间长。
4 对策实施
4.1 对策拟定
通过改变真空发生器的样式，利用气缸活塞的磁环（图3），增加磁性换向阀，低成本实现吸盘破真空功能，使气缸的动作不受真空压力的限制，达到既巩固板料下垂的改造效果，又实现气缸快速返回的自动破真空功能。当真空气源接通，气缸活塞下行，当活塞与磁性阀的位置一致时，此时的真空发生器为吹气状态，离开磁性阀位置下行，吸盘产生真空吸取板料，气缸吸料上行到板料被磁力带处，气缸活塞磁环与磁性阀位置一致，真空发生器能迅速自动切换吹气，吸盘真空破灭，气缸迅速返回上部，整个过程气缸动作连贯，没有等待的时间损失。
4.2 增加破真空气路
改造前：厂家设计方案中，没有破真空的回路，通过关断气源，真空从消音器泄漏消失，泄漏时间较长（图4）。
改造后：增加破真空气路设计，板料取料到释放动作连贯，没有等待的损失（图5）。
5 效果确认
使用PLC软件对改造前后取料周期时间进行测定，由改造前的动作时间3.121 s缩短到改造后的2.52 s，压机整线空压现象未再发生（图6）。
改造前实测气缸周期动作时间=3.12 s;改造后实测气缸周期动作时间=2.52 s;气缸动作周期时间缩短了3.12-2.52=
0.6 s=600 ms。
通过对拆垛站程序的学习、分析、总结，确认了“拆垛站取料时间长故障”的要因，对气缸的真空回路进行改造，使拆垛站的整体节拍时间由原来的5.3 s缩短到4.72 s，改造后将拆垛站的节拍能力SPM提升到12.71，满足了整线SPM12的生产节拍（图7）。
6 结束语
通过对拆垛站取料时板料释放时间长故障的观察、分析、学习与反复的试验，不但增强了拆垛站各部件结构的熟悉度，也对程序中各部件动作的逻辑条件更深入理解。同时，此次真空气缸的破真空功能获得了成功，不仅丰富了自身的技能水平，更取得了明显的产能效益，消除冲压自动生产线“空压”故障，提高经济效益。
参考文献
[1] 马琳.液压传动与气动技术[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2008.
[2] 李华.气动基本回路原理[M].北京：新华出版社，2007.
[3] 钟肇.可编程序控制器原理及应用第二版[M].广州：华南理工大学出版社，2009.
[4] 陆一飞.机床与液压[M].北京：机械工业出版社，2008.