鍛造是裝備制造產(chǎn)品生產(chǎn)中的重要基礎(chǔ)工藝，常常給人這樣的印象：高溫、悶熱、粉塵漫天。其惡劣工況一直是產(chǎn)業(yè)智能化提升的一塊短板。近日獲得2018年度中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)的智能精鍛生產(chǎn)線，對(duì)此作了明顯的改善。
夏占雪在檢查生產(chǎn)線上的檢測(cè)設(shè)備
近日，在位于中國(guó)一拖工藝材料研究所對(duì)面的車間內(nèi)，記者看到了正在運(yùn)行的生產(chǎn)線。只見(jiàn)上料設(shè)備將一塊塊坯料運(yùn)至稱重裝置，經(jīng)初篩稱重后合格坯料進(jìn)入加熱環(huán)節(jié)，然后搬運(yùn)—鍛造—自動(dòng)噴墨—在線檢測(cè)，生成的產(chǎn)品經(jīng)機(jī)器人自動(dòng)切邊與碼垛后運(yùn)出生產(chǎn)區(qū)，所有工序一氣呵成，真正實(shí)現(xiàn)了“機(jī)器換人”。
中國(guó)一拖工藝材料研究所一級(jí)專家夏占雪表示，對(duì)于裝備制造業(yè)來(lái)說(shuō)，其智能化改造通常需要經(jīng)歷數(shù)字化—自動(dòng)化—智能化“三步走”的階段，處于第一步的數(shù)據(jù)收集處理往往是個(gè)難題。因?yàn)槭芟抻趷毫庸r，其加工溫度動(dòng)輒上千攝氏度，精密脆弱的儀器難以持續(xù)運(yùn)行。所以引進(jìn)溫鍛技術(shù)，使鍛造變得“不那么熱”，便成為該生產(chǎn)線建設(shè)的一大亮點(diǎn)。
溫鍛是相較于傳統(tǒng)熱鍛，采取較低溫度進(jìn)行鍛造成型的一種工藝。在改變傳統(tǒng)熱處理“一鍋端”粗放式加工方法的同時(shí)，對(duì)結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單、變形較小的材質(zhì)進(jìn)行溫鍛，還有助于提升產(chǎn)品質(zhì)量，增加產(chǎn)品使用壽命。此外，溫鍛還使鍛造環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)采集的環(huán)境得到改善。
采用“隔山打牛”的數(shù)據(jù)收集方法也是該生產(chǎn)線的特色之一。利用非接觸式藍(lán)光測(cè)量技術(shù)，智能精鍛生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)了對(duì)高溫鍛件關(guān)鍵尺寸的在線測(cè)量，可以對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中的鍛件質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)控，有助于關(guān)鍵質(zhì)量追溯。系統(tǒng)根據(jù)測(cè)量結(jié)果，還能生成對(duì)應(yīng)變化曲線，從而間接反映出相關(guān)模具的變化趨勢(shì)。通過(guò)以上技術(shù)，智能精鍛生產(chǎn)線在鍛造行業(yè)首次實(shí)現(xiàn)了精鍛件的在線檢測(cè)及尺寸變化趨勢(shì)的監(jiān)控、預(yù)警。
數(shù)據(jù)收集難題解決后，下一步要應(yīng)對(duì)的就是數(shù)據(jù)應(yīng)用難題。夏占雪表示，當(dāng)前在智能化改造中，企業(yè)實(shí)施的方向?yàn)椤八?jiàn)即所得”，又名“數(shù)字孿生”，即通過(guò)精準(zhǔn)建模和數(shù)據(jù)傳輸，使得遠(yuǎn)程數(shù)字操控與現(xiàn)實(shí)機(jī)械運(yùn)行形成一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，并通過(guò)數(shù)據(jù)分析應(yīng)用與后續(xù)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)提升。
借助多項(xiàng)傳感設(shè)備的架設(shè)及相關(guān)分析系統(tǒng)的搭建，智能精鍛生產(chǎn)線利用數(shù)字化設(shè)計(jì)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，為精鍛工藝參數(shù)優(yōu)化提供科學(xué)依據(jù)，大大降低了產(chǎn)品試制成本，并在生產(chǎn)線布局規(guī)劃階段即可完成三維可視化技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用，推動(dòng)了數(shù)字化技術(shù)在鍛造技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用。
當(dāng)前，該生產(chǎn)線已進(jìn)入批量生產(chǎn)階段，迄今已生產(chǎn)相關(guān)零部件40萬(wàn)件。
通過(guò)實(shí)時(shí)分析得到的一組數(shù)字可以說(shuō)明智能精鍛生產(chǎn)線在技術(shù)上的全面提升——據(jù)統(tǒng)計(jì)，與傳統(tǒng)生產(chǎn)線相比，該項(xiàng)目可使產(chǎn)品開(kāi)發(fā)及試制周期縮短30%，生產(chǎn)線故障停機(jī)時(shí)間減少40%，人工成本降低65%，生產(chǎn)效率提升20%。其總體水平達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先，其中的鍛件熱態(tài)在線檢測(cè)技術(shù)、工藝參數(shù)優(yōu)化和調(diào)控補(bǔ)償系統(tǒng)更是達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。
此外，智能精鍛生產(chǎn)線改造方案還作為中國(guó)一拖工藝材料研究所的獨(dú)立科研成果，應(yīng)用于業(yè)內(nèi)多家單位。這也成為中國(guó)一拖近年持續(xù)發(fā)力，由裝備制造商向服務(wù)提供商轉(zhuǎn)型的典型案例之一。（洛陽(yáng)日?qǐng)?bào)記者 陳曦 通訊員 宋賢敏 文/圖）
