衝壓乾貨之熱成形生產線Cycle time以及瓶頸詳解

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你家的熱成型生產線Cycle time是多少秒？20s,30s?小編所知目前因為生產線類型的不同，零件材料厚度的不同，零件造型的不同，工藝參數的不同，模具結構不同等等都能影響整個Cycle time，具體涉及面還是很廣的。具體每一個因素展開了都能是一個課題，我們後期一個一個慢慢講。目前常規熱成型的生產線Cycle time會在15s到30s之間。本期想和大家討論的是一種方法，通過熱成型生產線Cycle time分解以及瓶頸的分析，來提高我們的Cycle time。你家如果能把這些都優化好了，1年100萬沖次不是夢。

我們把熱成形生產線分成3個單元。1.上料單元，2.爐子加熱單元，3.壓機以及機器人自動化單元。這3個單元對生產線Cycle time影響其實是獨立的，哪個時間最長，這個零件的Cycle time就是由它來決定，那麼它就是瓶頸。確認瓶頸是否可以優化，那麼整個Cycle time就提升了，也就提升了生產效率。在定製生產線時，應該明確我們會去生產什麼樣的產品，同時結合考慮Cycle time，那樣採購的生產線也會比較適用，因為Cycle time一分析你會發現你家線有的生產線，有些可以節省卻買的太豪華了， 有些應該買好一點，結果成了Cycle time的瓶頸。所以前期定製生產線時，請充分考慮Cycle time的影響。

一.上料單元。其基本由料片堆垛，機器人，打標機組成。運動軌跡為:機器人抓料-打標機打生產日期-機器人投料。走完整個軌跡，大概會控制在15s以內。所以呢，一般上料單元不會成為瓶頸。除非你設置了腦殘的運動軌跡，設備布置很不合理，或者機器人選型載荷太小，料片抓起後行走的過程中在那抖呀抖，還不得不放慢機器人行走速度。告訴你老闆，這點錢就別捨不得啦。上料單元就不細講了。我們具體講後面2個重要單元。

二.爐子加熱單元。目前市面上爐子類型還不少，用的最多的還是長線鋪開的輥底式加熱爐。棍底式加熱爐長度有20米到40米不等。作為熱成形最重要的加熱單元，爐區的加熱溫度參數是重點，零件在爐子中不斷加熱（這裡有個重要的知識點：料片的加熱曲線），涉及鐵素體到奧氏體化的轉變以及表面鋁硅塗層的合金化。本期我們重點在節拍，原理就不講了，有機會再討論。

爐子Cycle time重點在於爐子的長度，零件料片的長度，以及料片加熱的時間。根據這些就可以算出爐子在整個生產線Cycle time。我們假設爐子長度是20米的有效加熱長度，零件料片的長度是1500mm，料片之間的間距是500mm，那麼相當於在爐子里的步距是2000mm，那麼爐子里只能放10張料。同時假設加熱時間是260s，那麼爐子加熱的Cycle time=加熱時間/料片數量=26s 。但是你發現了爐子的長度是設備原因，沒發改，所以讓你老闆買長一點的生產線唄。或者想辦法開發其他方式的爐子，讓其低於15s以下。做爐子設備的別老推銷爐子怎麼好，怎麼省能耗，別讓你家的爐子成為Cycle time的瓶頸。能讓2米零件做到15s以下，你就使勁吹牛去賣吧。其次料片的步距因素，客戶的零件基本決定了料片的長度，也是無法優化的一項，除非把長度方向轉過來，橫著出料。前期設計可以考慮進去。 如果生產線和模具布置只能長度方向出料，那麼通過料片的間距來更改，但也不能太近，小於400mm，亂料的風險大，導致整爐報廢也得不償失。那麼這一點也沒有什麼可以優化的空間。最後一項加熱時間。 加熱時間在滿足機械性能的前提下，前期調試時，根據自己經驗判斷多試幾個加熱時間，鎖定在機械性能合格的前提下試出最少的加熱時間。當然如果你判斷爐子不會成為瓶頸，那麼加熱時間對於節拍就不重要了。保持機械性能為主。

三.壓機以及機器人自動化單元。先作運動軌跡分解：1.料片出料（爐子出料至待機器人抓料的時間），2.料片投料（機器人抓料至投入模具的時間），3.壓機下行，4.模具保壓，5.壓機上行，6.零件出模腔（機器人將零件從模具抓出壓機外放料）。共6個部分組成。實際的生產過程中，除了模具保壓，其餘的部分都是交錯運動。這個交錯運動就要靠運動軌跡的優化水平啦。我們展開討論下，因為大多情況想優化Cycle time基本要從這裡著手。1.料片的出料要快（靠設備）2.料抓料到投入模腔的速度也要快，機器人投料點以及速度的快慢都要規劃好。 當然現在有使用transfer式的送料臂來做，比機器人快2~3s，推薦使用。 3. 機器人投好料，這個時候壓機就開始下壓，別等機器人完全退出壓機了再下壓，交錯運動要做起來。這個和連續大型衝壓Tandem line 使用機器人是同一個原理。4. 模具保壓，調試時和加熱時間結合起來一起考慮，試出好的機械性能同時請考慮使用最低的保壓時間。保壓怎麼降低，也是個重大的課題。5.壓機上行 和 6零件出模腔 也是一起考慮交錯運動。 所以這裡我們可以算出Cycle time= 模具保壓時間（8s）+ 料片出料（3s）+壓機上行下行以及投料抓件的交錯運動（8s）=19s 。這裡的數據是隨便假設的，實際操作還是需要多次去調試，盡量去做到極致。

總結：針對每一付模具，都應該認真計算以上3項單元的具體佔用時間，綜合考慮，同時在前期設計的時候也考慮進去，調試時盡量去優化到極致，使最後的解釋是因為設備限制而無法優化，讓你老闆去換新的牛逼的設備去吧。 或者下次投資生產線的時候多考慮你們廠的產品類型，去定製你的生產線，也別盲目地去投資好設備。夠用合適最重要。

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