冲压机“重返青春”

对于冲压机来说，15年不算长——至少对大多数冲压机来说是这样。它的许多结构部件甚至可以在2-3倍的时间内维持运转。但对驱动和控制系统而言，15年会令他们“活力”耗尽，需要通过电气升级为冲压机注入新活力。

这就是本文的主题，涉及汽车零部件制造商Ernst Metal Technologies公司及其位于美国俄亥俄州Moraine市的工厂。这家公司是由其德国母公司2005年成立的，在整个北美地区供应零部件和组件，主要用于变速器和热管理系统。占地10万平方英尺。工厂拥有6条大型冲压机生产线，其中就有一台2006年产的630吨Mueller Weingarten冲压机，也就是本文的焦点所在。

让主力设备重获活力
自该厂15年前投产以来，Mueller Weingarten冲压机一直都是工厂的主力设备，生产的零件数以百万计，大多是0.3-6mm厚的高强度低合金钢板。但是，当为了维修让冲压机停机变成一个大麻烦，而且开始影响生产时，管理层不得不采取行动了。

Ernst公司副总裁兼销售经理Tuncay Onursal表示：“这款冲压机上老旧过时的控制系统，对整体设备效率（OEE）影响很大。缺乏备用的冲压机和控制系统电子元件成了大问题，我们希望为操作人员和维修团队提供更新的冲压机生产线，尽可能地提高他们的生产效率。”

2020年11月，在计划好的六周窗口期内，冲压机改造项目正式开工了。Ernst公司与Toledo Integrated Systems公司合作完成了该交钥匙项目，为Mueller Weingarten冲压机以及其伺服传输系统和Z字形伺服给料机安装了完整的控制解决方案。Toledo公司销售经理John Eby解释说：“为了运行冲压机、传输系统和馈线，Toledo公司采用Allen-Bradley GuardLogix安全PLC取代了老化的冲压机控制系统，还升级了反馈线上的两个伺服轴——横向和纵向——以及传输系统上的12个伺服轴，其中两个用于调整抓手宽度，装有Allen-Bradley Kinetix伺服驱动器。”

除此外，还有更多改进，包括：与PLC、安全I/O、HMI和驱动器相连的以太网通信系统；更新的安全应用Allen-Bradley安全点I/O模块；新的伺服电机；新的Allen-Bradley 275马力主电机驱动；Toledo的基于信号的PressWatch吨位监视器，可实现1级精度。“最后，我们还为Ernst公司的操作员和维修团队设计了一款19英寸的Allen-Bradley PanelView控制屏幕。”Eby表示。

Eby继续说：“虽然很多车间并没有选择大屏幕，但它的优势是巨大的。它使冲压机操作员和维修团队能够在几个屏幕上立即获取安装、生产和故障排除所需的所有信息。”

一个好的人机界面需要什么？
只选择一个供应商来完成这样的整套生产线升级，更容易确保客户及其各领域的工作团队——生产、维修、质量等——获得他们想要的东西。在Ernst公司这个案例中，定制人机界面正是“医生所应开具（令冲压机痊愈）的处方”。以下是这款人机界面的一些关键特征：
◆ 不言自明，直观易懂
◆ 根据操作员的输入及其定制化需求在主屏幕上传达信息
◆ 大屏显示，以免一个屏幕上太多信息拥堵
◆ 采用人机界面图形演示生产过程，为操作人员和维修技术人员提供更好的可视化效果，让他们了解所需的操作

Ernst公司维修经理Jacob Crabtree解释道：“主屏幕上有操作员需要了解的所有信息，以确保作业能够按照规格继续进行。信息包括了冲压机吨位、进给量、冲压机速度，以及液压系统数据。在升级之前，冲压机润滑系统有自己独立的控制站。而现在这一功能已含在新的人机界面中，操作员只需动动手指即可。”

“从维修角度来看，”Crabtree继续说道，“在最初的冲压控制故障排除中，错误信息通常又复杂又耗时。识别和定位故障可能需要数小时。而新的控制系统可以立即精确定位故障所在，并能提供快速解决故障需要的所有信息。我们还可以将PC连接到控制器上查看PLC文件，大大简化一些故障排除工作。”

通讯与数据交换
该控制系统还能与Ernst公司专有的、内部开发的机器数据采集（MDA）系统进行电子通讯。当冲压机出现故障时，该MDA系统会向工厂人员发送警报。“通过我们的手机或电脑，”Crabtree解释道，“我们可以监控由冲压机操作员选择的OEE和停机代码。MDA会生成报告，跟踪正常运行时间、停机时间、命中率等。”
由于这台冲压机的任务艰巨——主要运行8个模具，每个模具年产量为80-90万个零部件——冲压机的正常运转时间至关重要。在升级几个月后，OEE已经有了显著改进。

Ernst公司总裁James Burt表示：“尽管对该设备的翻新还处于初期阶段，但我们很有信心——从运营商和维修的角度来看，该设备的OEE至少提高了5%。我们还发现操作员在工作时更快乐、更有效率了。它极大地提高了操作人员的效率和工作满意度。”

现在，Ernst公司的团队将视线投向了另一个冲压机生产线控制系统的升级，这个系统将在今年下半年为800吨冲压机升级。Burt补充道：“因为我们没有多余的冲压机备用，这个项目将带来更大挑战。我们需要建设一个库存储备。我们将分两个阶段完成该项目——发布控制系统的采购订单；在冲压机无法使用前做好准备。”

来源：荣格-《国际金属加工商情》


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