冲压模具线柔性生产研究

1 柔性生产前的准备工作

当生产线遇到突发的长时间设备故障时，为了该生产线的零件供应，必须准备转线柔性生产。在转线生产前，从“人、机、料、法、环”各方面进行工作准备。尽量安排原来生产线员工去转线生产，减少人员的变化和影响，保证转线生产的安全和质量。还要考虑转线后的设备参数能否满足当前模具线生产的需要。如果没有问题，把模具、板料、工位器具都转移过去做好转线生产的准备。

1.1 机械手程序准备

首先，从线首总控台拷贝母线机械手轨迹到另外一条生产线上，保证机械手轨迹配方编号与压机配方编号一致。复制过来的机械手轨迹参数并不能直接使用，还需要根据实际运行情况进行调试验证。

1.2 压力机参数准备

准备好原来生产线各零件的工艺参数，在调试生产前，把原零件的工艺参数输入压力机，主要是各模具线压力机参数（数字量参数和模拟量参数），安装模具后，逐一调试工艺参数，最后保存到压力机中。

1.3 端拾器准备

直接使用母线生产线的端拾器，不用重新组装端拾器[4]。对母线端拾器连接杆位置进行画线标识如图1 所示，标记原来主杆的位置，便于后续快速准确的回装，减少返回母线后端拾器安装调试的时间。

图1 端拾器画线标识

2 柔性生产调试内容

2.1 压力机工艺参数调试

2.1.1 新建模具线配方

对应母线各工序复制压力机参数（数字量参数和模拟量参数）到柔性生产线。转线的模具线命名为“TB+车型+模具线”，同时，要保证压力机配方序号和名称应与线首拆垛手、机械手配方一致。

2.1.2 模具的安装

OP10 模具装模前要先试气垫杆顶出高度，确保无干涉后落下气垫。用卷尺测量模具的高度，根据测量数值调整装模高度。确认模具夹紧器与模具是否有干涉，如果没有，把滑块开到下死点。然后进入压力机紧固下模螺栓并检查上模夹紧器的夹紧情况，完成后把滑块开到上死点。OP20 ～OP40模具根据母线参数调整封闭高度至装模高度，将操作模式旋钮旋转到微调模式，同时按下操作面板右上角和左下角的黄色“寸动/微调激活”按钮如图2 所示。滑块随之运动，观察操作面板上方压机角度显示器，当压力机角度到达175°～185°时松开按钮，此时滑块需要停在下死点。使用对应的模具夹紧器，并确认前进到位，点击夹紧模具夹紧器，将压力机开至上死点，最后把参数保存到配方。

图2 寸动/微调按钮

2.1.3 模具安装参数调试

OP10工序模具封闭高度在母线参数的基础上上调3 mm左右，使用机械手示教器轨迹模式将板料放入模具，试压一件零件，查看零件到底标记是否清晰。根据到底标记清晰程度调整参数，直到零件到底标记清晰为止。OP20～OP40封闭高度参数调试，首先操作模式打到微调将压力机开至下死点（180°），进入压力机用钢板尺测量模具上下模限位块距离，然后将滑块开至上死点，根据测量距离调整压力机闭合高度。在模具下模限位块刷蓝丹，压力机试压一次，查看上模限位块着色情况，如果比较均匀说明已压到底。最终以限位块蓝丹着色情况为准，将已调试完成的参数保存至配方库。

2.2 柔性生产路径调试

2.2.1 动态双料检测器示教

根据板料厚度进行动态双料检测器示教，试抓一张板料运至清洗机皮带机，在中控台设置板料厚度如图3 所示，再设置使用哪个线首双料检感应器。对于单垛料，要求至少启用1 个静态双料检测器。对于双垛料，要求每张板料都要启用相对应的动态双料检测器。动态双料检测器要放在板料的正下面，不要放在板料的边缘处。设置完成后切换至参数设置模式，点击清洗机栏，对双料检测进行示教，最后加载程序至PLC 则双料检测设置完成。

图3 设置板料厚度

2.2.2 机械手路径调试示教

使用RF1 机械手示教器把板料抓进OP10 模具，观察板料是否能顺利准确放入模腔。如果板料与模具定位器有干涉，将操作模式切换至单动对RF1 上料侧路径重新示教。板料偏移过大无法示教时，需根据偏移位置对拆垛手取料路径进行调整，直到RF1 机械手能顺利把板料放进模腔。

机械手回原点，按照RF2 ～RF5 顺序依次回原点，每序机械手均要有人观察回原点过程，确认端拾器与机械手本体无干涉。机械手开至抓料点，1#压机压OP10 工序件并留在模腔内，将模式调至轨迹模式。用HHU 在CAM JOG下将机械手开至抓料点，切换SINGLE JOG，继续调整抓料点，保持机械手与模具中心线一致，A 轴下表面距离下模表面60 mm ～100 mm 为宜，目的是减小机械手移进高度，抓件更稳定。该过程要确认端拾器与机械手本体无干涉，TEACH 抓料点，并重新下载新轨迹。

微调端拾器，完成余下15%工作，吸盘下压量保持10 mm，调整完成后机械手回原点，保证无干涉即可。机械手将OP10 工序件抓至OP20，在CAM JOG 下，用HHU 将机械手从原点开至U-S 进行抓件，并继续移动至L-S 放料点，切换SINGLE JOG，继续调整放料点。TEACH 放料点，并重新下载新轨迹。该过程需要确认U-S 移出高度、A 轴角度、L-S 移入高度、A 轴角度。在抓件过程中要确保零件与机械手无干涉。

单次完成单个机械手抓、放料，将OP10 工序件从2#压力机抬至1#压力机，用HHU 完成整个抓件、放件过程。按照以上过程依次完成RF2～RF5 的路径设置、机械手安全位置设置、端拾器长宽设置，并完成参数优化。

2.2.3 机械手安全点设置

下料侧和上料侧机械手安全位置必须设置在压力机工作区域外，用轨迹模式下将机械手开到压力机区域外，机械手垂直于压力机时Y 轴数值的基础上减去50 mm 即可。下料侧和上料侧机械手安全位置设置完毕后必须进行检查。具体检查方法为：轨迹模式下将机械手开到压力机区域两侧，在寸动或者微调模式下开动压力机，如果压力机由于自动化释放信号的原因无法开动，则设置正确。

2.3 机械手连续模式调试

RF1 机械手、1#压力机、RF2 机械手同步连调如图4所示，在1#压机操作界面将气垫杆降下，在总控台切换至DIE SETUP，选中RF1、1#压力机、RF2，在1#压机界面选择同步微调。旋钮调至微调，一名员工操作压力机开动滑块，另外2 名员工分别置于1#压机两侧，眼睛注视RF1、RF2 进出1#压力机的全过程，一只手置于急停按钮上（一旦机械手与模具有干涉，立即拍急停）。压力机完成0°～360°运动，RF1、RF2、压力机、模具之间无干涉，则RF1、1#压力机、RF2 同步连调完成。

图4 机械手同步连调模式

按照RF1、1#压力机、RF2 同步连调操作过程依次完成后三序的调试。启动整线同步连调10 个循环，不抓件。确认无问题后整线压件，跟踪端拾器抓件稳定性，零件间距保持200 mm。如果没有掉件问题，可以批量生产，整个柔性调试工作完成。

图5 GSQE 表面质量检查

3 柔性生产质量确认

调试完成后生产的首件做好质量确认，检查零件到底标记是否清晰，零件孔数是否正确，零件特征线是否清晰。有没有开裂、缩颈、毛刺、凹凸点等问题，如果没有问题，则可以批量生产。

生产完成后，对首批次转线柔性生产的零件，留2 件零件，1 件做GSQE（全球表面质量评审）表面质量检查，如图5 所示，对比以前的数据，看零件表面是否有新增问题。另外1 件做检具测量，通过对测量数据的分析，看零件尺寸合格率是否有变化。经过表面和尺寸的检测，可以判断柔性生产的零件质量是否有变异。对批量生产的零件做好标签记录，跟踪批量装车情况，便于问题的追溯。

4 结语

通过对冲压模具线柔性生产的研究，说明了柔性生产的流程和调试步骤，实现模具在不同生产线的生产，降低了因设备故障造成的停线风险。通过柔性生产调试，降低了后续因突发状况转线调试验证的时间，为下次快速转线生产提供了保障。