展望世界沖壓技術(shù)應用

劉向榮（陜西重型汽車有限公司車身廠，陜西 西安 710200）

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展望世界沖壓技術(shù)應用

劉向榮
（陜西重型汽車有限公司車身廠，陜西 西安 710200）

文章針對當今沖壓設(shè)備發(fā)展趨勢進行分析，介紹各種新技術(shù)的應用帶來的巨大技術(shù)革命，進一步讓讀者體會到切實發(fā)生在身邊的技術(shù)革新對工業(yè)裝備數(shù)控化、自動化、柔性化的推動。

安全；PLC；全自動化生產(chǎn)線；FS（failsafe安全失效）；SPM

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.08.074

CLC NO.: U463Document Code: AArticle ID: 1671-7988(2016)08-223-02

1、當今鍛壓行業(yè)發(fā)展背景

21世紀的制造業(yè)，正從以機器為特征的傳統(tǒng)技術(shù)時代，向著以信息為特征的技術(shù)時代邁進，即用信息技術(shù)改造和提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)。經(jīng)濟全球化和世界市場一體化加速發(fā)展，不斷加劇了制造商之間的競爭，提出了快速反應市場的要求，與之相適應，制造業(yè)對柔性自動化技術(shù)及裝備的要求更加迫切而強烈。同時，微電子技術(shù)和信息通信技術(shù)的快速發(fā)展，為柔性自動化提供了重要的技術(shù)支撐，工業(yè)裝備的數(shù)控化、自動化、柔性化呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展的態(tài)勢。

世界鍛壓工業(yè)的柔性自動化發(fā)展不斷加快。沖壓設(shè)備廣泛應用于汽車、航空、電子、家電等工業(yè)領(lǐng)域，其中，作為衡量一個國家工業(yè)水平的標志之一的汽車工業(yè)，被當今世界主要工業(yè)發(fā)達國家和新興工業(yè)國家列為國民經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè)，其發(fā)展主導了鍛壓技術(shù)及裝備的發(fā)展，鍛壓技術(shù)的發(fā)展和進步基本圍繞汽車工業(yè)的發(fā)展而進行。激烈的市場競爭促使汽車更新?lián)Q代的速度明顯加快，產(chǎn)品的市場壽命周期進一步縮短；與此同時，汽車變型品種日益增多，現(xiàn)代汽車工業(yè)生產(chǎn)日益呈現(xiàn)生產(chǎn)規(guī)?；?、車型個性化，車型批量小、車型變化快、多車型共線生產(chǎn)、車身覆蓋件大型化一體化的特征。傳統(tǒng)的加工單一品種的剛性生產(chǎn)線顯然已不適應這種特征和市場形勢發(fā)展的要求，其升級換代產(chǎn)品具有高柔性和高效率的自動化鍛壓設(shè)備，成為世界沖壓技術(shù)及裝備發(fā)展的主要潮流。

2、安全特性

在現(xiàn)代沖壓設(shè)備上更加體現(xiàn)安全特性，高性能安全PLC的應用使得沖壓這種高危行業(yè)安全系數(shù)成倍提升。通過安全總線及安全模塊的信號檢測，提高了輸入信號、輸出信號的安全等級。不但能檢測到本身機床由于誤操作引起的短路停電，信號故障，還能檢測到周圍機床設(shè)備誤操作引起的短路停電，電網(wǎng)電壓原因引起的控制電壓不穩(wěn)及信號故障，CPU從而停止運行，切斷整個設(shè)備的控制信號。通過軟件功能包，實現(xiàn)緊急停止開關(guān)、安全門開關(guān)、雙手操作開關(guān)等功能，減少了整個程序編制量，提高了安全等級。各PLC生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的安全PLC，因其制作工藝方法不同，所用元器件有其獨立性和特殊性，每個廠家都有自己的統(tǒng)一規(guī)定和標準，相互之間不可能達到完全一致，只能在國際認證制定安全標準框架下，開發(fā)研制及制作出自己的安全PLC，無論怎樣變，但就其原理基本上是一樣的：可編程安全系統(tǒng)的安全區(qū)域通過多個不同cpu處理安全功能部分應用程序。Cpu通過多個通道采集一個輸入信號，如果所有通道都為一個結(jié)果，才能控制輸出模塊運行。Cpu通過常規(guī)自檢，結(jié)構(gòu)檢查，邏輯順序流程檢查來檢測PLC的相關(guān)操作，如果在系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)了故障，整個系統(tǒng)進入安全狀態(tài)，關(guān)閉所有輸出端。利用信號測試T1、T2（test測試點），不斷檢查輸入點的信號，利用信號偏差e△x分析T1、T2測試點，來提高硬件的安全等級。軟件程序分為FS（failsafe安全失效）安全功能部分和ST（standard）標準功能部分。安全PLC比較：

德國Siemens公司早期推出S7-300型安全PLC，此系列PLC，只是對硬件提出安全標準，軟件也是基于STEP75.0版本，分站總線執(zhí)行的一般是profibus總線標準，執(zhí)行的還是標準程序，對軟件編程沒有提出特殊要求。最近 siemens公司推出了大容量，功能強大的S7-400F和S7-400F/H型PLC處理器，不但對硬件提出了更高的安全標準，對軟件編程也提出了安全標準，軟件程序分為FS（failsafe安全失效）安全功能部分和ST（standard）標準功能部分，軟件基于STEP75.2以上版本，分站總線執(zhí)行的一般是profibus總線標準。適合于大容量，大規(guī)模的多設(shè)備聯(lián)線應用。

美國 Allen-Bradley公司最近推出了 Guardlogix型安全PLC，此系列PLC對硬件和軟件都提出了安全標準。它的硬件安全標準在于除了一個主CPU外，還有一個partner(伙伴)處理器，兩者之間共同運行，共同檢測，提高了安全等級。軟件程序分為FS（failsafe安全失效）安全功能部分和ST（standard）標準功能部分，軟件基于RSlogix5000更高版本，分站總線執(zhí)行的一般是devicenet總線標準。適合于大容量，大規(guī)模的多設(shè)備聯(lián)線應用。

德國Pilz公司是最早致力于安全繼電器、安全PLC及安全標準的研究和開發(fā)，它最近推出了PSS3000系列安全PLC。它不但對硬件和軟件都提出了安全標準，對總線也都提出了Safetybus安全總線標準。軟件程序嚴格分開執(zhí)行FS（failsafe安全失效）安全功能部分和ST（standard）標準功能部分。軟件基于PSS win-pro 1.4.1以上版本，適合于小容量，規(guī)模小的，程序運算量不多的設(shè)備。

3、自動化大生產(chǎn)

全自動化生產(chǎn)線的應用極大的解除了勞動者的體力付出，同時將生產(chǎn)效率提高到SPM16（行程次數(shù)）甚至更高，使得壓力機真正意義上成為“印鈔機”。同時各大自動化線配套生產(chǎn)廠商與壓機生產(chǎn)廠商強強聯(lián)手，為用戶提供各類適用于現(xiàn)場工況的技術(shù)方案，從拆垛機的自動板料分離，到送料裝置高品質(zhì)成線機械手、帶6個可編程軸的機器人和單雙臂移載機的應用，可生產(chǎn)多種尺寸、最大200KG的板料，適用于單臺壓力機和串聯(lián)成線壓力機，同時可以與拆垛機或者卷料設(shè)備組合，形成柔性化極高的生產(chǎn)線。

4、與時俱進的硬件提升

隨著中國建設(shè)步伐的與時俱進，在十七大科學發(fā)展觀的指引下，面向未來大型智能化、數(shù)字化汽車廠的新生產(chǎn)線新設(shè)備正逐漸走向自動化、柔性化的新標準新要求，從現(xiàn)場總線的深入應用到大規(guī)模PLC控制站點的并行通訊，從加工人操作的簡便性到加工工藝參數(shù)的實時反映，從遠程監(jiān)控到全自動化連線生產(chǎn)，從生產(chǎn)的節(jié)拍合理性到資源的合理控制性，都無不反映出了當今時代科技發(fā)展的迅速和合理性。同時噸位監(jiān)視系統(tǒng)、機械手、DAAD模塊、旋轉(zhuǎn)編碼器、液壓離合制動器、液壓安全閥、壓機專用電子凸輪、集成控制系統(tǒng)和成套電氣控制柜等新技術(shù)硬件的應用，保證了產(chǎn)品的高精度、高穩(wěn)定性、高可靠性。

5、結(jié)論

由上文可知，現(xiàn)代的沖壓設(shè)備在賦予了安全性能高的、滿足自動化大生產(chǎn)要求的各類裝備之后，如機器人、安全PLC、精細傳感器以及自動柔性搬運系統(tǒng)等。具有了很高的效率和產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性，同時兼具柔性和可靠性較高、結(jié)構(gòu)簡單和便於維護的優(yōu)點，可以滿足不同種類產(chǎn)品的生產(chǎn)。對于重型汽車生產(chǎn)廠家來說，可以很快進行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整和擴大產(chǎn)能，同時大大降低了產(chǎn)業(yè)工人的勞動強度，具有廣泛的應用遠景。

[1]美 James A.Rehg,Glenn J.Sartori,《工業(yè)電子技術(shù)》[J].科學出版社.2005年第二次出版.

[2]熊志奇.微機自動配料控制系統(tǒng)[J].電子技術(shù)應用，1997，（10）.

[3]張慶彬,畢麗紅,王鑄.工業(yè)自動配料系統(tǒng)的精度分析[J].自動化技術(shù)及應用.2005.

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Application of world stamping technology

Liu Xiangrong
(Shaanxi Heavy-duty Motor Company Limited body factory,Shaanxi Xi'an 710200)

This paper of today's stamping equipment development trend analysis,application of various new technologies have great technological revolution,further makes readers realize really happened in around technology innovation of industrial equipment of numerical control,automation,flexibility in promoting.

Safe PLC; Fully Automated Production line; FS (failsafe security failure) ; SPM

U466識碼：A

1671-7988（2016）08-223-02

劉向榮（1982-），男，工程師，就職于陜西重型汽車有限公司，從事設(shè)備管理、維護、改造等工作。