沖壓車間的模具保養(yǎng)
根據(jù)保養(yǎng)經(jīng)驗(yàn)，沖壓車間每生產(chǎn)5000～10000沖次需進(jìn)行一次保養(yǎng)，以確保模具生產(chǎn)正常。模具保養(yǎng)主要是對(duì)模具表面拉傷進(jìn)行處理、模具刀口間隙調(diào)整研配、模具ID檢測確認(rèn)、感應(yīng)器檢測確認(rèn)、螺栓緊固、模具導(dǎo)板/導(dǎo)套的潤滑等工作，每周模具工程師會(huì)根據(jù)模具的上次保養(yǎng)沖次間隔、模具的零件生產(chǎn)狀態(tài)，制定模具PM計(jì)劃，根據(jù)模具PM計(jì)劃開展模具的保養(yǎng)維修工作。每次保養(yǎng)工作，都有標(biāo)準(zhǔn)化文件做指導(dǎo)，標(biāo)準(zhǔn)化文件規(guī)定了每次保養(yǎng)要做哪些工作、工作具體如何開展、工作的要點(diǎn)及未做某項(xiàng)工作可能造成的后果，員工根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化文件和模具工程師下達(dá)的PM計(jì)劃開展工作，由此確保模具保持良好的狀態(tài)。標(biāo)準(zhǔn)化工作包含了所有線下可以完成的必須工作，部分無法在線下完成的保養(yǎng)工作，需要在生產(chǎn)線上完成，比如說感應(yīng)器檢測和修復(fù)、ID線松動(dòng)檢測與修復(fù)，這兩項(xiàng)工作由于條件限制，線下無手段可以探測，無法在線下完成，檢查內(nèi)容必須上壓機(jī)后才能檢測，未納入標(biāo)準(zhǔn)化工作，但在線完成檢測和修復(fù)，又會(huì)占用生產(chǎn)線寶貴的生產(chǎn)時(shí)間，生產(chǎn)效率低下，造成生產(chǎn)線產(chǎn)能損失。
模具ID檢測技術(shù)
如圖1所示，模具感應(yīng)器是感應(yīng)零件的位置，一般每序模具有2個(gè)感應(yīng)器，一模雙件的模具一般有4個(gè)感應(yīng)器，即每張板料需要2個(gè)感應(yīng)器，感應(yīng)器布置在板料對(duì)角位置，作用是感應(yīng)板料放置到位。感應(yīng)器是壓機(jī)的眼睛，當(dāng)零件放置到位后，告訴壓力機(jī)可以進(jìn)行沖壓，如果感應(yīng)器感應(yīng)不到零件，則壓機(jī)會(huì)停止沖壓，這樣就避免因零件放置不到位造成不合格品的出現(xiàn)。
而模具ID盒是模具“身份證”，壓機(jī)通過模具ID盒來識(shí)別模具。模具ID盒采用二進(jìn)制24V高電平有效電路，壓機(jī)PLC通過對(duì)模具ID盒線路高低電平運(yùn)算，識(shí)別出模具ID，從而與生產(chǎn)線加載的生產(chǎn)參數(shù)配方模具ID進(jìn)行對(duì)比，如果不一致則不能進(jìn)行生產(chǎn)，以確保每副模具上機(jī)后，都能夠調(diào)用正確的生產(chǎn)參數(shù)，從而生產(chǎn)出合格的零件。每副模具都有一個(gè)ID盒，模具ID盒通過二進(jìn)制接線法進(jìn)行編碼，當(dāng)由于線松動(dòng)或者磨損時(shí)，會(huì)造成生產(chǎn)線識(shí)別錯(cuò)誤從而導(dǎo)致生產(chǎn)線無法生產(chǎn)。沖壓車間模具ID線原檢測方法只能通過在線檢測，在生產(chǎn)線上出問題時(shí)，通過排查每一位接線來進(jìn)行問題解決。而當(dāng)前現(xiàn)有技術(shù)主要面臨以下問題：(1)離線PM無法直接讀取模具ID號(hào)碼，需通過打開ID盒人工識(shí)別，如果出現(xiàn)問題，不能有效識(shí)別；(2)感應(yīng)器無法離線檢查確認(rèn)無故障，該項(xiàng)有需求的PM工作因無檢測方法造成缺失，從而出現(xiàn)故障只能在線處理，影響模具在線生產(chǎn)時(shí)間；(3)在線排查問題線路時(shí)間較久，發(fā)現(xiàn)模具線ID編號(hào)不正確后，只能通過手工計(jì)算，將模具ID轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制，再通過生產(chǎn)線PLC檢測，確定問題線路，問題判斷耗時(shí)較久，占用生產(chǎn)線生產(chǎn)時(shí)間。
模具ID和感應(yīng)器檢測盒
為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，通過現(xiàn)場需求調(diào)研，模具ID檢測盒需滿足以下功能需求：(1)實(shí)現(xiàn)模具ID離線檢測，消除上壓機(jī)檢測吊運(yùn)和安裝時(shí)間的浪費(fèi)；(2)實(shí)現(xiàn)二進(jìn)制對(duì)比功能，通過單片機(jī)運(yùn)算，快速直接將問題線路顯示出來，縮減ID問題查找時(shí)間；(3)可實(shí)現(xiàn)模具感應(yīng)器的故障檢查確認(rèn)。經(jīng)過分析，采用以下方案實(shí)現(xiàn)：(1)模具檢測線經(jīng)過單片機(jī)進(jìn)行運(yùn)算，計(jì)算出模具ID號(hào)，并用發(fā)光二極管用二進(jìn)制的方式進(jìn)行顯示，當(dāng)發(fā)現(xiàn)單片機(jī)計(jì)算出來的號(hào)碼不正確時(shí)，通過鍵盤輸入正確的ID號(hào)并用發(fā)光二極管進(jìn)行二進(jìn)制顯示，通過對(duì)比兩排發(fā)光二極管，快速確定出問題的線號(hào)；(2)實(shí)現(xiàn)對(duì)感應(yīng)器檢測，由于模具感應(yīng)器采用的是24V供電，通過變壓器對(duì)電池進(jìn)行升壓，然后通過1號(hào)和2號(hào)線對(duì)感應(yīng)器進(jìn)行供電，感應(yīng)器導(dǎo)通就用數(shù)碼管發(fā)光表示，從而實(shí)現(xiàn)感應(yīng)器的好壞檢測。
實(shí)施方案
(1)設(shè)計(jì)顯示面板設(shè)計(jì)上下雙數(shù)碼管十進(jìn)制和雙組發(fā)光二極管二進(jìn)制顯示，二進(jìn)制發(fā)光二極管上下對(duì)應(yīng)排列，便于直觀對(duì)比顯示故障ID電路。數(shù)碼管采用雙74HC595芯片驅(qū)動(dòng)，高速動(dòng)態(tài)掃描，占用單片機(jī)3個(gè)引腳；(2)為了實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)檢測對(duì)比功能，該專利采用雙單片機(jī)機(jī)制，一個(gè)負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)檢測，一個(gè)負(fù)責(zé)對(duì)比輸出；(3)單片機(jī)使用5V低電平有效，模具ID感應(yīng)器采用的是24V高電平有效檢測，信號(hào)傳遞采用光耦實(shí)現(xiàn)光線隔離傳遞，并利用反向電路，實(shí)現(xiàn)高低電平反向，高低電平光隔離，有效避免單片機(jī)高壓引腳損壞問題，并實(shí)現(xiàn)單片機(jī)正確探測。
實(shí)施難點(diǎn)
(1)由于模具感應(yīng)器采用24V供電，因此為了實(shí)現(xiàn)模具感應(yīng)器檢測，輸出電源必須用24V，而單片機(jī)使用的是5V電源，高低電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換隔離問題必須處理好，否則會(huì)造成單片機(jī)I/O損毀；(2)模具ID編碼采用高電平有效，而單片機(jī)默認(rèn)高電平，需要將ID編碼24V高電平轉(zhuǎn)化為單片機(jī)5V低電平，24V低電平轉(zhuǎn)化為單片機(jī)5V高電平，需要設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換電路；為了解決以上兩個(gè)技術(shù)難點(diǎn)，可采用高低電平光耦隔離方案，高電平光耦導(dǎo)通；低壓端利用10k電阻默認(rèn)高電平，導(dǎo)通后低電平拉低，從而實(shí)現(xiàn)高低電平反向。通過以上電路設(shè)計(jì)，順利解決高低電平轉(zhuǎn)換及高低壓安全隔離問題。
模具ID檢測盒介紹
1為ID檢測結(jié)果十進(jìn)制顯示區(qū)，2為ID檢測二進(jìn)制顯示區(qū)，3為輸入對(duì)比二進(jìn)制顯示區(qū)，4為輸入對(duì)比十進(jìn)制顯示區(qū)，5為輸入鍵盤區(qū)。在進(jìn)行模具檢測時(shí)，如模具ID號(hào)檢測結(jié)果為6，則在1處數(shù)碼管會(huì)顯示6，2處第2和第3發(fā)光二極管會(huì)點(diǎn)亮，實(shí)際上模具ID號(hào)為7，在鍵盤上輸入7，在4處會(huì)顯示7，在3處會(huì)點(diǎn)亮第1，第2，第3號(hào)發(fā)光二極管，通過上下對(duì)比，可知道第1號(hào)線路存在問題。模具ID檢測裝置外觀數(shù)模圖與實(shí)物圖如圖4、圖5所示。
模具ID感應(yīng)器檢測盒
模具ID感應(yīng)器檢測盒實(shí)現(xiàn)了以下功能：(1)手持便攜，實(shí)現(xiàn)模具ID號(hào)離線直接讀取，提高模具問題檢測速度，提高模具線下PM檢查有效性；(2)通過單片機(jī)運(yùn)算，直接將問題線路顯示出來，縮減ID問題查找時(shí)間，單次問題查找判斷時(shí)間縮短為原來的1/9；(3)可實(shí)現(xiàn)所有24V高電平有效二進(jìn)制ID的離線檢測和24V感應(yīng)器的故障檢查確認(rèn)。
模具ID盒帶來的收益
(1)采用該裝置進(jìn)行模具ID和感應(yīng)器檢測，直接消除了模具上下壓機(jī)吊裝作業(yè)和壓機(jī)安裝拆卸工作，單次節(jié)約3人36分鐘，每年按保養(yǎng)400序模具，直接節(jié)約時(shí)間706小時(shí)，約2.6個(gè)人的人工成本；(2)采用該裝置進(jìn)行離線模具ID和感應(yīng)器檢測，減少行車使用200小時(shí)和試模壓機(jī)384小時(shí)使用，讓行車和試模壓機(jī)有更多的空余時(shí)間做其他工作；(3)減少現(xiàn)場行車作業(yè)內(nèi)容，有效地降低了現(xiàn)場行車作業(yè)和壓機(jī)模具安裝作業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)，減輕員工勞動(dòng)強(qiáng)度；
(4)1個(gè)人完成作業(yè)，減少現(xiàn)場作業(yè)人員和作業(yè)間的相互配合工作，減少作業(yè)干涉和等待問題；(5)該裝置可直接識(shí)別故障ID線路，排查問題時(shí)間縮短為原來的1/9，提高工作效率；(6)把離線模具ID和感應(yīng)器檢測由不可能變成可能，提高模具運(yùn)行的穩(wěn)定性，減少生產(chǎn)線停線，提高了生產(chǎn)線生產(chǎn)效率。綜合以上，此模具ID和感應(yīng)器檢測裝置在降低模修人工成本、提高設(shè)備利用率、降低安全隱患、提升工作效率、提高模具運(yùn)行的穩(wěn)定性等方面效果顯著。
結(jié)束語
通過現(xiàn)場的改進(jìn)實(shí)踐，完成了對(duì)單片機(jī)PCB板AD軟件設(shè)計(jì)、單片機(jī)C程序編寫keil軟件使用、solidworks數(shù)模設(shè)計(jì)等，完成該產(chǎn)品設(shè)計(jì)后，沖壓車間實(shí)現(xiàn)了離線檢測、線路故障直接判定、感應(yīng)器離線檢測等功能，將模具ID、感應(yīng)器檢測離線PM實(shí)施從不可能變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，有效的降低模具ID和感應(yīng)器在線故障率，有效降低模具ID線路問題在線處理時(shí)間，提高沖壓模具線生產(chǎn)效率，該設(shè)備適用于所有24V高電平有效的二進(jìn)制ID檢測。
