沖壓車間的模具保養(yǎng)
根據(jù)保養(yǎng)經(jīng)驗，沖壓車間每生產(chǎn)5000～10000沖次需進行一次保養(yǎng)，以確保模具生產(chǎn)正常。模具保養(yǎng)主要是對模具表面拉傷進行處理、模具刀口間隙調(diào)整研配、模具ID檢測確認、感應器檢測確認、螺栓緊固、模具導板/導套的潤滑等工作，每周模具工程師會根據(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計劃，根據(jù)模具PM計劃開展模具的保養(yǎng)維修工作。每次保養(yǎng)工作，都有標準化文件做指導，標準化文件規(guī)定了每次保養(yǎng)要做哪些工作、工作具體如何開展、工作的要點及未做某項工作可能造成的后果，員工根據(jù)標準化文件和模具工程師下達的PM計劃開展工作，由此確保模具保持良好的狀態(tài)。標準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，比如說感應器檢測和修復、ID線松動檢測與修復，這兩項工作由于條件限制，線下無手段可以探測，無法在線下完成，檢查內(nèi)容必須上壓機后才能檢測，未納入標準化工作，但在線完成檢測和修復，又會占用生產(chǎn)線寶貴的生產(chǎn)時間，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
如圖1所示，模具感應器是感應零件的位置，一般每序模具有2個感應器，一模雙件的模具一般有4個感應器，即每張板料需要2個感應器，感應器布置在板料對角位置，作用是感應板料放置到位。感應器是壓機的眼睛，當零件放置到位后，告訴壓力機可以進行沖壓，如果感應器感應不到零件，則壓機會停止沖壓，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”，壓機通過模具ID盒來識別模具。模具ID盒采用二進制24V高電平有效電路，壓機PLC通過對模具ID盒線路高低電平運算，識別出模具ID，從而與生產(chǎn)線加載的生產(chǎn)參數(shù)配方模具ID進行對比，如果不一致則不能進行生產(chǎn)，以確保每副模具上機后，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ID盒，模具ID盒通過二進制接線法進行編碼，當由于線松動或者磨損時，會造成生產(chǎn)線識別錯誤從而導致生產(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，通過排查每一位接線來進行問題解決。(1)離線PM無法直接讀取模具ID號碼，需通過打開ID盒人工識別，如果出現(xiàn)問題，不能有效識別；(2)感應器無法離線檢查確認無故障，該項有需求的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)時間；(3)在線排查問題線路時間較久，發(fā)現(xiàn)模具線ID編號不正確后，只能通過手工計算，將模具ID轉(zhuǎn)化為二進制，再通過生產(chǎn)線PLC檢測，確定問題線路，問題判斷耗時較久，占用生產(chǎn)線生產(chǎn)時間。
模具ID和感應器檢測盒
為了解決現(xiàn)有技術存在的問題，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)實現(xiàn)模具ID離線檢測，消除上壓機檢測吊運和安裝時間的浪費；(2)實現(xiàn)二進制對比功能，通過單片機運算，快速直接將問題線路顯示出來，縮減ID問題查找時間；(3)可實現(xiàn)模具感應器的故障檢查確認。經(jīng)過分析，采用以下方案實現(xiàn)：(1)模具檢測線經(jīng)過單片機進行運算，計算出模具ID號，并用發(fā)光二極管用二進制的方式進行顯示，當發(fā)現(xiàn)單片機計算出來的號碼不正確時，通過鍵盤輸入正確的ID號并用發(fā)光二極管進行二進制顯示，通過對比兩排發(fā)光二極管，快速確定出問題的線號；(2)實現(xiàn)對感應器檢測，由于模具感應器采用的是24V供電，通過變壓器對電池進行升壓，然后通過1號和2號線對感應器進行供電，感應器導通就用數(shù)碼管發(fā)光表示，從而實現(xiàn)感應器的好壞檢測。
實施方案
(1)設計顯示面板設計上下雙數(shù)碼管十進制和雙組發(fā)光二極管二進制顯示，二進制發(fā)光二極管上下對應排列，便于直觀對比顯示故障ID電路。數(shù)碼管采用雙74HC595芯片驅(qū)動，高速動態(tài)掃描，占用單片機3個引腳；(2)為了實現(xiàn)實時檢測對比功能，該專利采用雙單片機機制，一個負責實時檢測，一個負責對比輸出；(3)單片機使用5V低電平有效，模具ID感應器采用的是24V高電平有效檢測，信號傳遞采用光耦實現(xiàn)光線隔離傳遞，并利用反向電路，實現(xiàn)高低電平反向，高低電平光隔離，有效避免單片機高壓引腳損壞問題，并實現(xiàn)單片機正確探測。
實施難點
(1)由于模具感應器采用24V供電，因此為了實現(xiàn)模具感應器檢測，輸出電源必須用24V，而單片機使用的是5V電源，高低電壓信號轉(zhuǎn)換隔離問題必須處理好，否則會造成單片機I/O損毀；(2)模具ID編碼采用高電平有效，而單片機默認高電平，需要將ID編碼24V高電平轉(zhuǎn)化為單片機5V低電平，24V低電平轉(zhuǎn)化為單片機5V高電平，需要設計轉(zhuǎn)換電路；為了解決以上兩個技術難點，可采用高低電平光耦隔離方案，高電平光耦導通；低壓端利用10k電阻默認高電平，導通后低電平拉低，從而實現(xiàn)高低電平反向。通過以上電路設計，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檢測結果十進制顯示區(qū)，2為ID檢測二進制顯示區(qū)，3為輸入對比二進制顯示區(qū)，4為輸入對比十進制顯示區(qū)，5為輸入鍵盤區(qū)。在進行模具檢測時，如模具ID號檢測結果為6，則在1處數(shù)碼管會顯示6，2處第2和第3發(fā)光二極管會點亮，實際上模具ID號為7，在鍵盤上輸入7，在4處會顯示7，在3處會點亮第1，第2，第3號發(fā)光二極管，通過上下對比，可知道第1號線路存在問題。模具ID檢測裝置外觀數(shù)模圖與實物圖如圖4、圖5所示。
模具ID感應器檢測盒
(1)手持便攜，實現(xiàn)模具ID號離線直接讀取，提高模具問題檢測速度，提高模具線下PM檢查有效性；(2)通過單片機運算，直接將問題線路顯示出來，縮減ID問題查找時間，單次問題查找判斷時間縮短為原來的1/9；(3)可實現(xiàn)所有24V高電平有效二進制ID的離線檢測和24V感應器的故障檢查確認。
模具ID盒帶來的收益
(1)采用該裝置進行模具ID和感應器檢測，直接消除了模具上下壓機吊裝作業(yè)和壓機安裝拆卸工作，單次節(jié)約3人36分鐘，每年按保養(yǎng)400序模具，直接節(jié)約時間706小時，約2.6個人的人工成本；(2)采用該裝置進行離線模具ID和感應器檢測，減少行車使用200小時和試模壓機384小時使用，讓行車和試模壓機有更多的空余時間做其他工作；(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)和壓機模具安裝作業(yè)安全風險，減輕員工勞動強度；
(4)1個人完成作業(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)該裝置可直接識別故障ID線路，排查問題時間縮短為原來的1/9，提高工作效率；(6)把離線模具ID和感應器檢測由不可能變成可能，提高模具運行的穩(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和感應器檢測裝置在降低模修人工成本、提高設備利用率、降低安全隱患、提升工作效率、提高模具運行的穩(wěn)定性等方面效果顯著。
結束語
通過現(xiàn)場的改進實踐，完成了對單片機PCB板AD軟件設計、單片機C程序編寫keil軟件使用、solidworks數(shù)模設計等，完成該產(chǎn)品設計后，沖壓車間實現(xiàn)了離線檢測、線路故障直接判定、感應器離線檢測等功能，將模具ID、感應器檢測離線PM實施從不可能變?yōu)楝F(xiàn)實，有效的降低模具ID和感應器在線故障率，有效降低模具ID線路問題在線處理時間，提高沖壓模具線生產(chǎn)效率，該設備適用于所有24V高電平有效的二進制ID檢測。
