机械手在锻造生产线上应用研究

摘 要:锻造是高能耗、高污染的基础性民生产业,既要保证快速发展同时又要不断提高技术含量和工艺技术水平,采用机械手配合的自动化锻造生产线上对于节约能源、提高产品质量以及合理配置生产线使其发挥最大的效益,是锻件生产必须研究的课题。

关键词:机械手 锻造 生产线 节能

中图分类号:TP249文献标识码:A文章编号:1672-3791(2011)04(c)-0112-01

“节能降耗、降本增效”是企业永恒的课题,对企业持续发展至关重要。随着我国现代化、工业化、专业化的的快速发展,锻造市场更是如此,我国是个锻造大国,锻造行业拥有的各类锻锤及压力机结构大部分是沿袭原苏联40～50年代的设计方案,自由锻造液压机和模锻液压机的工作介质为水或油,多采用成套的泵、蓄能器提供动力通过管道将动力传递给压力机做功,主要生产大型的自由锻件和模锻件。模锻压力机包括双盘摩擦螺旋压力机、机械压力机以及离合器式和电动直驱式螺旋压力机。据统计,2009年我国锻件产量达770万吨,但绝大多数生产过程都是用此类设备由人工操作完成,工人劳动强度大,危险性大,导致生产效率低,产品质量不稳定,能耗高,同时由于其烟尘、有害气体、噪声和振动等问题对人类身心健康也构成严重的威胁。

1 机械手在锻造生产线上技术开发

机械手由二自由度机械手主体和液压夹持器或喷淋设备组成,配备液压夹持器的机械手主要用于设备之间的坯料周转及转移,配备喷淋设备的机械手主要用于设备模具的冷却及润滑,同其他锻造设备互连,并利用中央控制可实现锻造线整体自动化。

机械手主体是由二轴交流伺服驱动的自动控制高速机械手,二轴均采用交流伺服驱动导轨滑块传动,重复定位精度可达±0.3毫米,X轴方向最大行程为2000毫米,最大速度达1.1米/秒;Z轴方向最大行程为500毫米,最大速度达0.3米/秒,最大负载可达300公斤,并可根据实际工艺作适当调整。

机械手主体配备液压夹持器用于夹持锻件,夹钳动作的快速平稳,夹紧块用热作模具钢制造,所夹持坯料温度达到1300°C时仍能保持良好的工作状态,在夹持工件时,运转自如,工作性能稳定可靠,夹持器根据锻件设计,其动作具备上下件、夹紧、松开、前后移动、升降、翻转等动作。同时便于更换,如需更换锻件产品,可以在20分钟内完成更换夹紧块。

机械手主体配备喷淋设备主要用于模具的冷却及润滑,负责完成对主压机模膛的冷却润滑工作,机械手满足喷淋可覆盖工作平台对应工位,并可在其长度方向上任意位置停止,装置可在工作台对应工位的长度方向上做直线运动,具备先吹扫氧化皮、然后喷冷却水、后喷润滑剂的功能,喷淋装置同时喷洒润滑剂到上、下模膛,使润滑剂均匀的附着在模膛壁上,喷洒量可以控制,可任意调整运动速度及喷洒时间;系统在停机前,自动喷水或气对喷嘴及管路进行清洁的功能,采用防锈蚀、防变形的金属或非金属材料作喷枪骨架材料,坚固耐用。具备在500℃～600℃工作环境条件下正常工作的能力,冷却后,模具表面温度应小于350℃,或根据模具材料的工艺特性而定。

2 机械手锻造生产线上应用

利用机械手可优化生产线设备配置,节约能源。锻造生产线是按照主机的生产节拍配置的加热设备及其他辅助设备,模具的冷却及润滑是在设备打击之间完成,配置机械手后可最大限度的减少生产辅助时间,减少加热火次,节约能源,提高设备使用效率,从而最大限度的提高效率,提高设备负荷率,设备负荷率可以提高到98%以上。

利用机械手可节约大量人力。利用机械手配合可实现锻造生产线的全线自动化,可实现无人操作自动化生产,可节约大量的人力,同时也减少了由于烟尘、有害气体、噪声和振动等问题对人类身心健康构成的严重威胁。

利用机械手可提高产品质量。机械手锻造生产线中由于设备的工艺参数一致,因此产品质量稳定,排除了由于人员因各种因素的所造成的产品质量的不稳定性。

利用机械手可进一步保障安全生产。机械手与锻造生产线相关设备及装置通过中央控制可以实现控制接口互锁,故障自动提示、报警,保障安全生产,最大限度的防止设备的损坏及人员伤亡。

3 结语

机械手适合大批量生产的曲轴、连杆、前桥、半轴、十字轴等汽车零件的锻件生产线中,完全满足生产线周转坯料和冷却及润滑模具的要求,同时降低工序能耗,提升锻造生产线设备的智能化水平。

参考文献

[1] 韩木林,吴顺达.锻造行业节能减排技术措施及发展方向研究[J].锻压装备及制造技术,2010,5.