关于高(gao)强(qiang)度紧(jin)固件生(sheng)产线建设规(gui)划(hua)及实(shi)施的(de)探(tan)讨

1、建设(she)背景(jing)

近年(nian)来，国(guo)家对清(qing)洁、绿(lv)色新(xin)能源(yuan)建设，传(chuan)统(tong)能(neng)源的绿(lv)色(se)开(kai)采及新(xin)型(xing)设备(bei)的投资越(yue)来越大(da)。风力(li)发(fa)电作(zuo)为(wei)清(qing)洁能源，属新(xin)能源(yuan)领域重(zhong)点发展板(ban)块(kuai)，发电(dian)机组(zu)、塔(ta)筒、基座(zuo)及叶根主要采(cai)用(yong)螺纹(wen)副连(lian)接，且(qie)多(duo)为高(gao)强度(du)紧固(gu)件(jian)。高(gao)强(qiang)度紧(jin)固件(jian)生产(chan)线(xian)建(jian)设紧(jin)跟国(guo)家(jia)大力发(fa)展风电新能源(yuan)、矿(kuang)山装备、盾(dun)构(gou)装(zhuang)备(bei)、桥(qiao)梁施工等行(xing)业的发展需要(yao)，高强度紧固件(jian)每年(nian)约(yue)有(you)14亿(yi)件的市场(chang)容量(liang)，其中(zhong)风电(dian)新能(neng)源、矿山(shan)装(zhuang)备行业的(de)市场(chang)需(xu)求(qiu)巨大(da)且(qie)持续(xu)稳定。高强(qiang)度生(sheng)产(chan)线(xian)生产的产品(pin)要做好(hao)针(zhen)对(dui)性服(fu)务，满(man)足行业在技术(shu)性(xing)能、个性化(hua)需(xu)求、国产化(hua)替(ti)代等(deng)方(fang)面(mian)对产(chan)品的要(yao)求。

2、建(jian)设规(gui)划与投(tou)资规划

建设(she)一(yi)条(tiao)高(gao)强(qiang)度(du)紧(jin)固件生(sheng)产线(xian)，在(zai)充(chong)分(fen)考(kao)虑(lv)市场(chang)规模和企业(ye)既有高(gao)强(qiang)度紧(jin)固(gu)件研发成(cheng)果(guo)转化(hua)等各方(fang)面(mian)因(yin)素(su)的(de)情况(kuang)下，采(cai)取(qu)总(zong)体规(gui)划与分期(qi)实施(shi)相(xiang)结合(he)的(de)思路，以期采用(yong)最(zui)小(xiao)的投资(zi)，覆(fu)盖尽(jin)量多的(de)产(chan)品(pin)种(zhong)类(lei)，形成(cheng)最大的(de)设(she)计(ji)产(chan)能(neng)和(he)达(da)纲(gang)产(chan)值(zhi)。因(yin)此(ci)，一(yi)期(qi)建(jian)设的设计方(fang)案为保证打通工艺流程，所有(you)必备(bei)工艺设备均须(xu)配置(zhi)到位(wei)，所有(you)信(xin)息(xi)化(hua)必须系统(tong)全线贯(guan)通，实(shi)现(xian)对各工序(xu)设备(bei)的生产数据(ju)采(cai)集(ji)及(ji)监(jian)控。规划(hua)生(sheng)产(chan)线生(sheng)产(chan)的(de)产(chan)品种(zhong)类可(ke)涉(she)及(ji)风(feng)电(dian)、盾(dun)构(gou)、矿(kuang)机(ji)、桥梁等(deng)行业的高强度紧(jin)固件(jian)。总(zong)体规(gui)划(hua)设(she)计产(chan)能(neng)可达(da)到(dao)6700t/年，一期(qi)建(jian)设(she)设(she)计产能(neng)1000t/年(nian)，后期根据产(chan)品(pin)市场扩展需(xu)求，分(fen)步实施(shi)产(chan)线扩能建设。一(yi)期(qi)建设预(yu)估(gu)投(tou)资1700万(wan)元，配置各(ge)类生(sheng)产设(she)备、控制(zhi)及(ji)信(xin)息(xi)化系统(tong)、电缆及(ji)设(she)备基础(chu)设施(shi)等，并进(jin)行安(an)全(quan)生产(chan)所(suo)需(xu)的(de)职(zhi)业健康(kang)安全(quan)评价、环(huan)境(jing)保(bao)护评价(jia)等。

3、技术(shu)方(fang)案

3.1生(sheng)产(chan)工(gong)艺流程

高(gao)强度(du)紧(jin)固(gu)件(jian)生(sheng)产(chan)线工(gong)艺流(liu)程：原(yuan)材(cai)料倒角(jiao)→原(yuan)材料(liao)热(re)处理(li)→无(wu)心车外圆→校直(zhi)压光(guang)→数(shu)控(kong)车(che)→冲(chong)六(liu)方孔→倒角(jiao)打(da)标(biao)→锯切→滚(gun)丝→磁(ci)粉(fen)探(tan)伤(shang)→包(bao)装(zhuang)。

3.2设备(bei)配置及(ji)产(chan)能(neng)规划(hua)

高强度(du)紧固件生(sheng)产(chan)线(xian)设备配置(zhi)及(ji)产(chan)能规划(hua)见(jian)表1。

3.3工艺(yi)设备布局(ju)方(fang)案

项(xiang)目(mu)建(jian)设总体规(gui)划工(gong)艺设(she)备布局方(fang)案，见图1；项(xiang)目(mu)一(yi)期(qi)建(jian)设工艺(yi)设(she)备(bei)布(bu)局，见(jian)图(tu)2。

3.4工(gong)艺(yi)设备布局方案说(shuo)明(ming)

3.4.1原材料(liao)入场、倒角及热处理(li)单元布(bu)局(ju)。

原(yuan)材(cai)料(liao)从(cong)车间(jian)西(xi)面大门(men)进(jin)入(ru)厂房(fang)，在(zai)原(yuan)材(cai)料(liao)堆场(chang)暂存(cun)。近(jin)邻(lin)原材料堆场(chang)，靠(kao)厂房北面依次(ci)布(bu)置原(yuan)材(cai)料(liao)双(shuang)头(tou)倒角(jiao)设备、原(yuan)材料(liao)感(gan)应(ying)淬火(huo)回(hui)火(huo)热(re)处(chu)理(li)设(she)备(bei)、无心车(che)床、校直压(ya)光(guang)机、圆盘锯(ju)切设备(bei)各(ge)一套；设备(bei)间均(jun)通(tong)过辊道(dao)、料架(jia)的形式(shi)进行生产自动化(hua)衔接(jie)，实(shi)现产品(pin)在(zai)定尺(chi)切断(duan)及前面各工序(xu)连(lian)线(xian)自(zi)动化(hua)生产(chan)。

3.4.2锯(ju)切、打标、打孔(kong)设备布局(ju)。

在圆(yuan)盘(pan)锯(ju)切设(she)备下料(liao)端(duan)，由(you)北向(xiang)南(nan)依次布置提升(sheng)机(ji)1台(tai)、机(ji)器人(ren)1台(tai)、产(chan)品(pin)双(shuang)头倒角(jiao)打(da)标(biao)机2台、提升(sheng)机2台(tai)、双(shuang)工(gong)位(wei)打孔(kong)机2台(tai)、六(liu)方(fang)孔打(da)孔机1台、机器人1台。提升机负(fu)责接(jie)收圆(yuan)盘锯(ju)切(qie)机定尺切断(duan)后(hou)的(de)工件，并整(zheng)料后单(dan)件(jian)提(ti)升(sheng)至(zhi)固(gu)定位(wei)置；机(ji)器(qi)人负(fu)责从(cong)固(gu)定(ding)位置抓(zhua)取工件并分(fen)别(bie)放至(zhi)2台(tai)双头(tou)倒(dao)角打标(biao)机的(de)料(liao)仓(cang)内(nei)；双(shuang)头倒角(jiao)打(da)标(biao)机对(dui)工(gong)件(jian)进(jin)行(xing)端部倒(dao)角(jiao)打(da)标(biao)处理，再通(tong)过输(shu)送带(dai)将(jiang)工件输送(song)到(dao)后(hou)续的(de)提(ti)升机料仓内；提升机将工件(jian)整料(liao)后(hou)，单(dan)件(jian)提升至双(shuang)工位打(da)孔机，双工位(wei)打(da)孔(kong)机负责对(dui)工(gong)件(jian)进行(xing)端(duan)部打(da)底(di)孔(kong)。从(cong)两(liang)台(tai)双(shuang)工(gong)位(wei)打孔机出(chu)来的(de)产品(pin)经过二(er)合(he)一，由输(shu)送(song)带(dai)送(song)至六方孔打孔机料仓内(nei)，由(you)六(liu)方孔打孔机对(dui)工件(jian)端(duan)部打孔加(jia)工(gong)。经(jing)过打六(liu)方孔(kong)加(jia)工的(de)工(gong)件(jian)，在(zai)出料(liao)口(kou)由(you)机器人(ren)夹取并有序(xu)放(fang)置(zhi)于标准料(liao)框(kuang)内，待物(wu)料转运。

3.4.3数控(kong)加工单元(yuan)。

后续自东向(xiang)西布置(zhi)18台(tai)数(shu)控车(che)床(chuang)，用于(yu)对(dui)工(gong)件(jian)进行车削加工。每(mei)6台数(shu)控车床(chuang)组成一个(ge)自动化加工(gong)单(dan)元(yuan)，数(shu)控车床两(liang)两(liang)相(xiang)对成(cheng)列布置(zhi)，中(zhong)间由(you)机器(qi)人加地轨负责6台(tai)数(shu)控车床(chuang)的上(shang)下料及(ji)该(gai)加(jia)工(gong)单元(yuan)各(ge)机(ji)床(chuang)之(zhi)间(jian)的(de)物料(liao)搬运。每个(ge)加(jia)工单元(yuan)的进料口(kou)和(he)出料口(kou)，由多台(tai)物流搬运车(che)实(shi)现(xian)多个(ge)数(shu)控加(jia)工(gong)单元(yuan)与前后(hou)工(gong)序(xu)之(zhi)间物料的自(zi)动(dong)搬运。

3.4.4滚(gun)丝生(sheng)产单(dan)元。

在(zai)数控(kong)车(che)床(chuang)加(jia)工生(sheng)产(chan)线(xian)末端，近邻(lin)布(bu)置3台滚丝机(ji)，形成(cheng)滚(gun)丝(si)自(zi)动(dong)化生产单(dan)元，由(you)机器(qi)人负(fu)责该(gai)单(dan)元(yuan)的(de)自(zi)动化上料和(he)下料工作。完(wan)成(cheng)滚丝的产(chan)品(pin)，再(zai)由机(ji)器(qi)人负(fu)责转运(yun)至螺(luo)纹检测设备，执行滚丝(si)螺纹(wen)精(jing)度(du)的(de)检测，并对合(he)格(ge)产(chan)品(pin)和不合(he)格(ge)产(chan)品进行有序(xu)分(fen)拣(jian)隔(ge)离(li)，后(hou)续(xu)再由(you)机器(qi)人负(fu)责(ze)将(jiang)精度(du)合(he)格产品送(song)入(ru)荧光磁(ci)粉(fen)探(tan)伤机(ji)内，由(you)该设备对产品(pin)进(jin)行(xing)探(tan)伤(shang)检(jian)验(yan)。经(jing)过探(tan)伤(shang)检验合(he)格的(de)产品进(jin)入(ru)标准料(liao)框内，转运(yun)至包装(zhuang)区(qu)进行(xing)包(bao)装(zhuang)，不(bu)合(he)格(ge)的产(chan)品进(jin)行分(fen)拣隔(ge)离。

3.4.5检测(ce)检(jian)验(yan)单(dan)元(yuan)。

当(dang)在(zai)生产(chan)检(jian)测(ce)过(guo)程(cheng)中出(chu)现不合(he)格(ge)产品时，利用隔(ge)离(li)工位(wei)，实(shi)现(xian)物(wu)料(liao)识(shi)别及处置。生产(chan)管(guan)控(kong)中(zhong)，借鉴(jian)公(gong)司既有(you)的生(sheng)产(chan)经(jing)验，进行(xing)可(ke)识(shi)别的(de)批(pi)次(ci)化管理，产(chan)品打印(yin)永久(jiu)性(xing)标(biao)识。对(dui)于(yu)同(tong)规格(ge)、不(bu)同类型产(chan)品，采用合(he)理(li)的(de)生(sheng)产安(an)排(pai)，进(jin)行错时(shi)生(sheng)产(chan)，使产(chan)线(xian)产(chan)品(pin)具备(bei)生(sheng)产(chan)柔性(xing)。

3.5系统(tong)控(kong)制

总(zong)体(ti)规划(hua)的(de)设计(ji)方(fang)案建(jian)设(she)完成(cheng)后(hou)，均(jun)采(cai)用(yong)自动化(hua)设(she)备进(jin)行生(sheng)产和物料搬(ban)运，综合(he)考(kao)虑车(che)削(xue)加工工(gong)序(xu)的(de)原(yuan)材(cai)料(liao)消(xiao)耗、工(gong)件规(gui)格不(bu)同(tong)等(deng)因(yin)素(su)，各工(gong)序配置(zhi)的设(she)备(bei)产(chan)能(neng)基本平衡(heng)，产(chan)能(neng)匹配合理(li)。全(quan)产线信息化系(xi)统包括(kuo)数(shu)据采集(ji)和控(kong)制(zhi)系统（SCADA）、制造执(zhi)行(xing)系(xi)统（MES）、计(ji)算(suan)机(ji)辅(fu)助工(gong)艺(yi)设计（CAPP）、质(zhi)量管理(li)系统（QMS）、能(neng)源(yuan)管理系统(tong)（EMS）、视频(pin)监(jian)控(kong)系统（NVR），实现(xian)信息(xi)化(hua)系(xi)统(tong)对(dui)各(ge)工序设(she)备的生产(chan)数(shu)据采(cai)集及监(jian)控。关键(jian)工序具(ju)备(bei)在(zai)线检测能力，减(jian)少(shao)人(ren)为因素的干(gan)扰，产品(pin)质(zhi)量(liang)稳(wen)定性(xing)得(de)到(dao)保(bao)证，并通(tong)过自动化(hua)物(wu)流(liu)设(she)备完成工(gong)序间(jian)物流(liu)自动化(hua)转(zhuan)运，以(yi)此提(ti)升(sheng)转运(yun)效率，减(jian)少(shao)人员配(pei)置(zhi)，降低(di)生(sheng)产成本。产线满(man)足高(gao)标(biao)准(zhun)、高(gao)效(xiao)率(lv)、自(zi)动化(hua)、信息化(hua)的建(jian)设(she)要求。

4、一期建设(she)技(ji)术(shu)方案瓶(ping)颈及解决

4.1一期建(jian)设(she)技术(shu)方案(an)瓶颈(jing)

一(yi)期(qi)建(jian)设的设计方案(an)要(yao)保(bao)证打(da)通工(gong)艺流(liu)程，所(suo)有(you)必备工(gong)艺设备(bei)均需(xu)配(pei)置到位，所(suo)有(you)信息化系(xi)统全(quan)线贯通，实现对各工(gong)序(xu)设备的(de)生(sheng)产(chan)数据采(cai)集及(ji)监控(kong)。数(shu)控车(che)床(chuang)加工工序(xu)配置3台(tai)数控车(che)床和1台机器(qi)人(ren)形(xing)成(cheng)一(yi)套加(jia)工单(dan)元(yuan)，达到(dao)一期(qi)建设的设计产(chan)能(neng)满(man)足1000t/年，其(qi)余工(gong)序(xu)设(she)备均具备(bei)后期(qi)产线扩能的(de)产(chan)能，后(hou)期(qi)产(chan)线(xian)扩(kuo)能(neng)建(jian)设只需按(an)照市(shi)场需(xu)求(qiu)情况，增加(jia)数控(kong)车床、机(ji)器(qi)人(ren)和物流搬(ban)运(yun)车等设备(bei)，即可(ke)快速提升(sheng)产(chan)线(xian)产(chan)能。显(xian)然(ran)，数控车(che)床加(jia)工工(gong)序为瓶颈工(gong)序(xu)。

4.2数(shu)控(kong)车床(chuang)瓶颈(jing)工序(xu)与(yu)前(qian)后工(gong)序(xu)产(chan)能暂不匹配(pei)的方(fang)案

数(shu)控车(che)床(chuang)加工(gong)站与(yu)倒角(jiao)打标(biao)打孔(kong)生产线出料(liao)口之(zhi)间，设(she)标准(zhun)料框(kuang)用(yong)于物料(liao)缓存(cun)。倒角打标打(da)孔(kong)生产线生(sheng)产(chan)完(wan)一(yi)批待(dai)车(che)削(xue)的工(gong)件(jian)，然后自动停机，通过(guo)机器(qi)人(ren)实(shi)现(xian)标准(zhun)料框、数控车(che)床(chuang)定(ding)位排料(liao)架(jia)之(zhi)间(jian)的物(wu)料搬(ban)运(yun)，数控(kong)车(che)床加(jia)工单(dan)元(yuan)再(zai)启(qi)动生产(chan)程(cheng)序集(ji)中(zhong)生产。待料(liao)框清(qing)空后(hou)，倒角(jiao)打标(biao)打(da)孔(kong)生产线(xian)再次启动(dong)生(sheng)产(chan)，重(zhong)复(fu)前述(shu)生(sheng)产(chan)流程，实现连续(xu)生(sheng)产(chan)。数(shu)控(kong)车床(chuang)加(jia)工站与滚(gun)丝(si)自(zi)动化生(sheng)产单元上(shang)料(liao)口之间设(she)标准料(liao)框(kuang)用(yong)于物(wu)料缓存。数控(kong)车床工序生产完一(yi)批待滚丝(si)的(de)工件(jian)，滚(gun)丝(si)机(ji)启动加(jia)工程(cheng)序，通(tong)过(guo)机(ji)器(qi)人(ren)从(cong)缓(huan)存(cun)料(liao)架(jia)夹取(qu)工(gong)件(jian)到(dao)滚丝(si)机上(shang)料机内(nei)，实(shi)现(xian)滚(gun)丝自(zi)动化(hua)生产(chan)。待料(liao)框(kuang)清空(kong)后，滚丝机停(ting)机待(dai)料。重(zhong)复前述(shu)生产(chan)流程，实(shi)现(xian)连(lian)续(xu)生(sheng)产(chan)。

5、结束(shu)语

目前，高(gao)强(qiang)度(du)紧(jin)固件(jian)生产(chan)线建(jian)设(she)项目已(yi)完(wan)成各(ge)项调试工(gong)作(zuo)，将(jiang)进入(ru)试生产(chan)阶段。借助(zhu)生产线(xian)的(de)实(shi)施(shi)，公(gong)司将实(shi)现(xian)多(duo)项(xiang)新技(ji)术(shu)、新(xin)成(cheng)果转化；同(tong)时，也(ye)将(jiang)培养(yang)锻炼(lian)出(chu)一(yi)支(zhi)懂(dong)技术、敢(gan)挑(tiao)战(zhan)、勇(yong)担(dan)当(dang)的专(zhuan)业团(tuan)队(dui)，为公(gong)司未(wei)来(lai)的发展(zhan)奠定(ding)坚(jian)实(shi)基(ji)础(chu)。