沖壓生產(chǎn)線線首對(duì)中系統(tǒng)的簡(jiǎn)化應(yīng)用

文/周露平，黃春筍，何偉東，牛毅峰·上汽通用五菱汽車股份有限公司重慶分公司

沖壓生產(chǎn)線線首對(duì)中系統(tǒng)的簡(jiǎn)化應(yīng)用

文/周露平，黃春筍，何偉東，牛毅峰·上汽通用五菱汽車股份有限公司重慶分公司

周露平，主要從事沖壓設(shè)備的維修保養(yǎng)、沖壓生產(chǎn)線項(xiàng)目規(guī)劃及建設(shè)工作；主要策劃及參與完成了上汽通用五菱寶駿工廠沖壓A、B兩條高速單臂斷續(xù)線、重慶工廠沖壓A、B兩條高速單臂連續(xù)線、重慶工廠公司第一條開卷落料生產(chǎn)線等項(xiàng)目。

通常在沖壓生產(chǎn)時(shí)，要求板料放入模具內(nèi)需保證±15mm的位置精度；而常規(guī)的板料料垛的堆垛精度只能達(dá)到±5mm，料片在料架上的固定位置精度只能達(dá)到±10mm，料架在線首的上料小車的固定位置精度只能達(dá)到±10mm，上料小車的開進(jìn)到位的位置精度只能達(dá)到±2mm，以上主要的4個(gè)位置偏差因素約合計(jì)±27mm；與此同時(shí)采用工業(yè)機(jī)器人或機(jī)械手來代替人工操作后，為了保證機(jī)器人或機(jī)械手抓、放板料的速度與精確度，對(duì)板料進(jìn)行對(duì)中（定位）成為必不可少的關(guān)鍵步驟之一。對(duì)中技術(shù)是隨著生產(chǎn)線的自動(dòng)化衍生出來的一種輔助技術(shù)，一般將其設(shè)在拆垛工位之后、首臺(tái)壓機(jī)之前，如果有在線清洗機(jī)的話，則需將其設(shè)在清洗機(jī)之后。

本文結(jié)合現(xiàn)有自動(dòng)化生產(chǎn)線中對(duì)中技術(shù)的應(yīng)用情況，對(duì)比幾種對(duì)中技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，并對(duì)我公司簡(jiǎn)化的對(duì)中系統(tǒng)進(jìn)行了重點(diǎn)分析闡述。

沖壓工藝現(xiàn)有對(duì)中系統(tǒng)技術(shù)

20世紀(jì)90年代初至今，運(yùn)用在沖壓自動(dòng)化線上的對(duì)中方式主要有重力對(duì)中、機(jī)械對(duì)中和光學(xué)對(duì)中三種方式。

重力對(duì)中是利用板料自身重力進(jìn)行對(duì)中，對(duì)中臺(tái)為傾斜面，板料進(jìn)入對(duì)中臺(tái)后憑借自身重力滑入臺(tái)面的固定位置。該對(duì)中成本最低，但對(duì)中需要2s左右等待時(shí)間，且該對(duì)中方式僅適用于方形料片，柔性太差，已逐漸被淘汰。

機(jī)械對(duì)中是通過對(duì)板料夾緊進(jìn)行對(duì)中，夾緊動(dòng)作通過若干氣缸推動(dòng)，板料種類越多，夾緊機(jī)構(gòu)也隨之增多，結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜、維護(hù)成本較大，且不適應(yīng)板料形狀多變的柔性化需求，也正在被淘汰。

光學(xué)對(duì)中是通過對(duì)板料進(jìn)行拍照、得出位置偏差完成對(duì)板料的調(diào)整、對(duì)中。隨著PC軟硬件的發(fā)展，視覺對(duì)中就成本、對(duì)中精度、對(duì)中效率以及柔性化需求等方面，都體現(xiàn)出優(yōu)勢(shì)，是目前自動(dòng)化沖壓生產(chǎn)線常用的對(duì)中方式。該技術(shù)雖具有一定的先進(jìn)性，但設(shè)備維護(hù)較困難；同時(shí)它的穩(wěn)定性也較差一些。

目前業(yè)內(nèi)流行的幾種光學(xué)對(duì)中方案在具體的思路及對(duì)中實(shí)現(xiàn)形式方面各不相同，例如，對(duì)被檢測(cè)板料進(jìn)行成像的方式，有的采用高分辨率CCD攝像機(jī)，有的則是采用光幕掃描。成像之后，對(duì)中系統(tǒng)會(huì)對(duì)板料的實(shí)際位置與理論位置的偏差進(jìn)行計(jì)算，得出一個(gè)調(diào)整量，再通過不同的形式對(duì)板料進(jìn)行調(diào)整：一種形式是通過對(duì)中臺(tái)的底部調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)完成對(duì)板料的旋轉(zhuǎn)或移動(dòng)，另一種形式是將調(diào)整量反饋給后序的上料機(jī)器人或機(jī)械手，通過機(jī)械人或機(jī)械手對(duì)板料位置進(jìn)行調(diào)整。

簡(jiǎn)化的對(duì)中系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例

上汽通用五菱重慶分公司沖壓車間一期項(xiàng)目引進(jìn)1條開卷落料線、2條自動(dòng)化單臂連續(xù)線，其中2條自動(dòng)化單臂連續(xù)線線首已經(jīng)取消了對(duì)中系統(tǒng)。

⑴基于我方新引入的開卷線（圖1），可滿足較高板料料垛的堆垛精度以及料片在料架上的固定位置精度：①開卷落料線的板料在堆垛小車上的定位由堆垛擋塊來定位，定位精度為±2mm；②堆垛小車開進(jìn)到位（偏心）定位，定位精度為±2mm。

⑵標(biāo)準(zhǔn)料架的設(shè)計(jì)制作可參考圖2尺寸。料架與堆垛小車、上料小車通過定位銷定位，定位精度為±2mm。

圖1 開卷落料線設(shè)計(jì)

圖2 標(biāo)準(zhǔn)料架的尺寸

⑶壓力機(jī)線頭的上料小車通過與地面的定位銷定位，定位精度為±1mm。

以上綜合定位精度為 ±14mm， 滿 足 模 具工藝所需定位精度要求（±15mm）。

新壓力機(jī)線線頭布局

常規(guī)的壓力機(jī)布局方式為：拆垛→皮帶機(jī)→清洗機(jī)→皮帶機(jī)→掃描儀→伺服對(duì)中臺(tái)→送料機(jī)械手送入模腔，如圖3所示。

我公司使用新型對(duì)中方式的壓力機(jī)布局方式為：拆垛→皮帶機(jī)→送料機(jī)械手送入模腔，如圖4所示。

圖3 常規(guī)壓力機(jī)布局方式

圖4 新型壓力機(jī)布局方式

結(jié)束語(yǔ)

沖壓自動(dòng)化線無對(duì)中系統(tǒng)是整條自動(dòng)化生產(chǎn)線的畫龍點(diǎn)睛之筆，為機(jī)械手增加了智能的眼睛，滿足了自動(dòng)化生產(chǎn)的需要。依靠開卷線的碼垛精度，達(dá)到取消沖壓生產(chǎn)線線首對(duì)中系統(tǒng)的理念，使得整個(gè)沖壓自動(dòng)化工藝體現(xiàn)出靈活多變形式。相信隨著自動(dòng)化技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，還會(huì)有更快、更好的理念涌現(xiàn)，為汽車行業(yè)的快速發(fā)展貢獻(xiàn)力量。