鍛造是裝備制造產(chǎn)品生產(chǎn)中的重要基礎工藝，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年度中國農(nóng)業(yè)機械科學技術獎的智能精鍛生產(chǎn)線，對此作了明顯的改善。
夏占雪在檢查生產(chǎn)線上的檢測設備
近日，在位于中國一拖工藝材料研究所對面的車間內(nèi)，記者看到了正在運行的生產(chǎn)線。只見上料設備將一塊塊坯料運至稱重裝置，經(jīng)初篩稱重后合格坯料進入加熱環(huán)節(jié)，然后搬運—鍛造—自動噴墨—在線檢測，生成的產(chǎn)品經(jīng)機器人自動切邊與碼垛后運出生產(chǎn)區(qū)，所有工序一氣呵成，真正實現(xiàn)了“機器換人”。
中國一拖工藝材料研究所一級專家夏占雪表示，對于裝備制造業(yè)來說，其智能化改造通常需要經(jīng)歷數(shù)字化—自動化—智能化“三步走”的階段，處于第一步的數(shù)據(jù)收集處理往往是個難題。因為受限于惡劣工況，其加工溫度動輒上千攝氏度，精密脆弱的儀器難以持續(xù)運行。所以引進溫鍛技術，使鍛造變得“不那么熱”，便成為該生產(chǎn)線建設的一大亮點。
溫鍛是相較于傳統(tǒng)熱鍛，采取較低溫度進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，對結構較為簡單、變形較小的材質(zhì)進行溫鍛，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。利用非接觸式藍光測量技術，智能精鍛生產(chǎn)線實現(xiàn)了對高溫鍛件關鍵尺寸的在線測量，可以對整個生產(chǎn)過程中的鍛件質(zhì)量進行監(jiān)控，有助于關鍵質(zhì)量追溯。系統(tǒng)根據(jù)測量結果，還能生成對應變化曲線，從而間接反映出相關模具的變化趨勢。通過以上技術，智能精鍛生產(chǎn)線在鍛造行業(yè)首次實現(xiàn)了精鍛件的在線檢測及尺寸變化趨勢的監(jiān)控、預警。
數(shù)據(jù)收集難題解決后，下一步要應對的就是數(shù)據(jù)應用難題。夏占雪表示，當前在智能化改造中，企業(yè)實施的方向為“所見即所得”，又名“數(shù)字孿生”，即通過精準建模和數(shù)據(jù)傳輸，使得遠程數(shù)字操控與現(xiàn)實機械運行形成一一對應的關系，并通過數(shù)據(jù)分析應用與后續(xù)實現(xiàn)生產(chǎn)提升。
借助多項傳感設備的架設及相關分析系統(tǒng)的搭建，智能精鍛生產(chǎn)線利用數(shù)字化設計、虛擬現(xiàn)實技術，為精鍛工藝參數(shù)優(yōu)化提供科學依據(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研發(fā)及應用，推動了數(shù)字化技術在鍛造技術領域的應用。
當前，該生產(chǎn)線已進入批量生產(chǎn)階段，迄今已生產(chǎn)相關零部件40萬件。
通過實時分析得到的一組數(shù)字可以說明智能精鍛生產(chǎn)線在技術上的全面提升——據(jù)統(tǒng)計，與傳統(tǒng)生產(chǎn)線相比，該項目可使產(chǎn)品開發(fā)及試制周期縮短30%，生產(chǎn)線故障停機時間減少40%，人工成本降低65%，生產(chǎn)效率提升20%。其總體水平達到國內(nèi)領先，其中的鍛件熱態(tài)在線檢測技術、工藝參數(shù)優(yōu)化和調(diào)控補償系統(tǒng)更是達到國際先進水平。
此外，智能精鍛生產(chǎn)線改造方案還作為中國一拖工藝材料研究所的獨立科研成果，應用于業(yè)內(nèi)多家單位。這也成為中國一拖近年持續(xù)發(fā)力，由裝備制造商向服務提供商轉型的典型案例之一。（洛陽日報記者 陳曦 通訊員 宋賢敏 文/圖）
