钣金智能冲压生产系统在空调行业的应用研究高发能

钣金智能冲压生产系统在空调行业的应用研究高发能

(格力电器(芜湖)有限公司安徽芜湖241000)

摘要:《中国制造2025》规划是中国版的工业4.0方案,智能制造被首次提升到国家层面,从顶层设计开始全工业体系的智能制造工作指导,对工业技术的发展给出正确的方向。钣金冲压加工作为一个传统的工业门类,在现代工业生产中应用面甚广,如:汽车行业、家电行业、通信行业等。如何在钣金冲压制造领域建立智能化制造体系,在制造过程中实现自动化、信息化生产,降低产品生产成本,提高产品的生产附加值是我们要重点研究的课题。

关键词:智能制造;全自动冲压生产线;标准化

1空调行业钣金冲压加工现状

空调作为家用电器产品种类多、生命周期短,造成空调钣金零件的生产无法像汽车钣金件生产模式生产。空调钣金零件生产目前仍处于粗放式生产模式,加工设备为单机小吨位为主,冲压生产成线性差、自动化率低、人员需求多,整体的生产效率偏低。模具快换在汽车行业应用已经相当成熟,但在家电行业受制于投入成本及产品规格偏多应用程度仍旧偏低,目前仍处于停机换模、人工锁模阶段,对这一块的研究及改进非常有空间。对于模具的标准化设计不完善,导致目前从模具的自动化管理,模具自动转运、快速换模实施难度大,需要平衡模具投资与生产模式,制定符合公司发展并适应于后续智能化、自动化生产的模具开制标准。标准冲压生产线设计仍处于较低的水平,空调钣金零件结构复杂,换型周期短,对于冲压线体的要求较高。行业内大部分企业对于标准冲压线的建立仍处于摸索阶段,没有形成一个规范的体系。冲压生产线废料收集目前仍处于分机台独立收集模式,造成整个冲压区域有多个废料收集点,增加了废料周转数量,造成车间物流交叉混乱。冲压线信息化建设处于开始阶段,冲压生产线没有任何生产监控系统,仍处于人工控制、人工预警、人工处理的阶段,冲压生产线对于整个生产体系的融入度非常低。

2智能钣金冲压生产系统研究

智能制造是指将物联网、大数据、云计算等新一代信息技术与设计、生产、管理、服务等制造活动的各个环节融合,具有信息深度自感知、智慧优化自决策、精准控制自执行等功能的先进制造过程、系统与模式的总称。它体现了信息技术和工业技术的深度融合。智能制造是一个复杂的系统,需要对产线、排产、物流、技术、质量提前做好整体性规划,提前搭建系统性的制造系统,才能真正朝着智能制造的方向迈进。钣金冲压生产作为空调生产的关键环节,在产业链中仍相对落后,必须要建立全新的智能钣金冲压生产体系,从上而下设计全新的冲压生产系统,依靠智能化、自动化对钣金冲压生产进行升级,对整个制造系统的控制层、设备层、车间层、企业层、协同层进行有序融合,整合为一个系统才能真正实现智能制造。智能钣金冲压生产系统在实际应用中应该具备根据生产订单自动生产、自动切换、自动调配模具的能力。下面从以下几个方面落实研究。

2.1冲压信息化管理系统建设

信息化高速发展的今天,任何生产系统的信息化建设都尤为重要,钣金冲压生产信息化建设必须同步构建。钣金冲压生产信息化系统以生产订单为触发点,围绕整个生产作业过程构建完备的生产监控系统、质量监控系统、数据采集系统,实现对整个生产过程的有效监控和管理,实现订单可视化生产及定制化生产的目的。信息化系统是将PDM系统、ERP系统、SCM系统、PLM系统、设备监控系统、质量监控系统等与制造相关的系统整合成一张大网,各个子系统相互协作,实现数据流、生产流的有效控制和调配。

2.2冲压生产线建设

冲压生产线类型主要有单机生产、单机连线人工生产、单机连线机器人/机械手自动生产、大型连续模、大吨位一机多模自动化生产。目前随着冲压工艺的发展,对于批量化生产的空调钣金零件主要应用单机连线自动生产,但这种线体存在模具切换周期长、整线机构复杂、维护保养麻烦、生产效率也偏低的问题。汽车钣金零件冲压领域普遍使用大吨位设备一机多模生产,生产效率高,模具切换时间短,生产线的整体利用率高,在批量性生产的空调领域具备推广应用性。根据生产产品的不同选择合适的冲压生产线体至关重要,冲压生产线主要由供料系统、压力机、换模系统、移料系统构成,下面将从这几个方面进行阐述分析。

2.3废料收集系统

未来智能化工厂核心的部分包含自动化物流,而自动化物流包含原材料料物流、半成品物流、成品物流和废料物流。而钣金冲压产生的废料如何收集、周转是最容易被忽视的。钣金冲压生产在每个机台均有可能产生废料,具体与生产零件的工序排布有关,造成废料收集点较多且分散。而且在进行冲压生产线建设时,需要在压力机周边安装换模台车、机器人、供料机等等附属设备,设备周边的空间会非常紧张,还要给废料箱留出空间将是非常困难。未来的钣金废料收集转运必须全车间整体考虑,建立立体物流,冲压线地下建设隧道式自动废料输送线,将每个废料收集点的废料直接导入地下的废料线,废料线再将废料自动输送到车间外侧的集中周转区。

2.4模具管理与标准化

空调产品属于家电类消费品,产品更新换代快、款式变化多,所以空调类钣金零件品种多、单一零件的产量小,在开制模具时无法像汽车行业一样均开制大吨位连续模。钣金车间模具数量庞大,对于模具的储存、调配提出了新的要求,尤其面向未来的智能化钣金冲压生产车间对于模具的管理是不可缺少的,基于RFID的信息化模具管理系统将会是未来车间的标配。

结束语:

工业4.0倡导信息系统与物流系统的深度融合,而智能制造与智能工厂的概念也必将导致整个工业结构、经济结构由垂直向扁平的方面发展。钣金冲压生产线作为空调生产最重要也是最基本的生产单元,其智能化推进的水平将直接影响空调行业整体智能化生产水平,依托智能化、自动化的技术手段,建立高生产效率、低生产成本的冲压生产线是我们钣金技术从业人员必须要努力的方向和目标。

参考文献:

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