制约锻造自动化发展的因素分析
2021-10-20中国锻压协会
文／中国锻压协会
2021 年5 月18 日～20 日，中国锻压协会在山东威海举办了“2021 锻造自动化及信息化技术研讨会”，会议上针对锻造行业的热点、难点问题进行了调研，以了解企业最关注的问题，从而利于以后更好地开展活动，促进行业发展。调研表共设计了9 个问题，共收到有效调查问卷97 份，反馈信息总结如下。
实现锻造自动化必然性的决定因素
实现锻造自动化必然性的决定因素统计结果见图1，从结果来看：行业对实现锻造自动化的目的比较一致，通过锻造自动化的实施，解决目前企业由于作业环境恶劣导致的一线操作人员匮乏的问题是吸引企业实施锻造自动化的主要原因，同时产品生产过程一致性的提升也是一个关键因素；自动化实施对产品生产节拍的影响出现了不同的看法，对高效自动化生产不再仅仅局限于节拍的高效，而是更多的开始考虑生产线的有效生产时间。
图1 实现锻造自动化的必然性取决于哪方面
实现锻造自动化的难点
实现锻造自动化的难点中，选择产品特性及多样性与锻造自动化生产线适应性的矛盾的有72 人，占所调研中的比例最大，确实代表多数锻造企业在实现自动化的过程中遇到的难点问题；其他的问题因企业不同出现的问题也都不一样，在实现自动化的路上需要结合企业本身情况来解决问题；很多企业由于实施自动化的目的性不明确，或者没有结合自身的产品特点、生产工艺要素去考虑，导致实际效果不佳，今后锻造自动化的发展将更多的考虑如何适应多品种、小批量生产的需求。具体统计结果见表1。
表1 实现锻造自动化的难点
实现锻造自动化的核心问题
选择整线及部分工艺匹配的有76 人，锻造及辅助机械能力的有29 人，操作人员技术能力的有7 人，此外，还有锻造钳爪改进、自动化和工艺的有效结合、投入产出回报率等问题，具体统计见图2。近年来随着对国外先进锻造生产线技术的引进消化和吸收，国内锻压装备企业的技术有了长足进步，原来以单机为主的市场模式为了适应行业需求的不断变化，也开始在整机工艺自动化集成上进行不断的尝试和技术创新，为了适应不断变化的工艺需要，在整机设计上也开始更多地考虑设备参数对工艺的适应性。对于一些不能适应生产工艺需要的结构进行优化再创新，从而更好的服务于行业的发展和技术进步。
图2 实现锻造自动化的核心问题
制约热模锻/螺旋压力机实现自动化的因素
从图3 和图4 可知，产品及工艺特性占比较高，分别为47 与41 人；模具冷却与润滑系统次之，分别为42 与25 人；夹钳设计和制造分别为29 人与20人；机器人分别为17 与16 人；制约热模锻压力机实现自动化的还有步进梁，其他的还有资金与物流。这两类压力机目前在行业内占有比例较高，特别是螺旋压力机，近几年成功的自动化案例就是最先从螺旋压力机开始的。应该说目前行业内，螺旋压力机自动化生产线技术已经趋于成熟，无论是万吨压力机还是小型的伺服直驱压力机；甚至一些大型的摩擦压力机也得益于自动化的普及，迎来了市场的发展期。
图3 制约热模锻压力机实现自动化的问题
图4 制约螺旋压力机实现自动化的问题
制约电液锤实现自动化的因素
从图5 同样看出，制约电液锤实现自动化的最主要问题是产品及工艺特性(35 人)，夹钳设计和制造(22 人)、模具冷却与润滑系统(20 人)次之，其他就是物流、能量控制，前后序匹配、电液锤动作稳定性。从设备特点分析，电液锤成形过程造成了这一类设备实现自动化的难度较大。近年来，随着程控技术在模锻锤上的应用越来越多，设备操作的困难程度也有不同程度的下降，但是，对操作技能的要求仍然高于其他类型的设备。由于多次打击、粘上模等问题的影响，电液锤对于机器人的适应性也比其他设备要差一些。
图5 制约电液锤实现自动化的问题
实现锻造自动化的工艺核心技术
实现锻造自动化工艺的核心技术是产品各工艺成形控制(50)，模具设计和制造(39)及模具冷却与润滑系统(37)也非常重要，其次为零件转运定位(30)、夹钳设计和制造(30)、产品特性(28)、飞边控制(17)，其他像弱电控制系统、非接触式传感器与工艺间的选配和顶出机构设计、夹取位置设计也是企业比较关注的问题，具体统计见图6。自动化工艺的核心是工艺和模具，模具寿命的高低主要取决于工艺的合理性和先进性，特别是多工步成形自动化生产线，成形工步中材料分配的合理性是保障自动化生产的前提条件，同时还有2 个关键的要素，模具加工(材料)和模具润滑，这也是目前决定自动化生产能够稳定可靠的重要组成部分。
图6 实现锻造自动化的工艺核心技术
企业如何培养锻造自动化人才
从图7 中可知企业除了和高校、科研机构结合培训之外，更多的是公司内部培训(68)，其次是人才外部引进(36)，还有就是设备供应商的培训、作业交流、行业分工。作为传统的基础行业，经验积累和技术传承在锻造企业中仍然起主导作用，因此，加强内部培训是保障企业人才队伍建设和技术传承的基石，同时将高校培养作为企业人才培养的有力补充，这样才能从根本上解决目前行业中存在的人才短缺现象。
图7 企业如何培养锻造自动化人才
公司希望得到锻压协会什么帮助
实现锻造自动化，公司希望得到锻压协会什么帮助的结果见图8，技术交流、培训、咨询和宣传是企业最希望协会开展的活动。锻造行业从自动化和信息化向数字化和智能化迈进，需要一个过程，需要做好自动化、信息化的每一个步骤方可实现智能化。这些需要协会与企业间更紧密的交流，中国锻压协会应该做的和能为大家做的工作如下：
图8 实现锻造自动化，公司希望得到锻压协会什么帮助
⑴组织相关锻造技术交流及产品推介会议、展览，促进行业向前发展；
⑵组织锻造自动化及信息化相关技术培训；
⑶协会拥有“头脑风暴”专家库，可为行业企业提供技术咨询和行业观察等服务；
⑷协会拥有专业的《锻造与冲压》杂志和中国锻压网及维德视频网等新媒体的团队，可为行业内企业提供更专业和针对性的宣传推广。
