論沖壓裝備自動化及時的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

彭島

摘 要：隨著國家經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，廚電行業(yè)的發(fā)展也越來越快，市場需求量也越來與大，沖壓裝備的自動化技術(shù)需求也越來越高。作為工業(yè)裝備當(dāng)中極為重要的組成部分，沖壓裝備在廚電制造業(yè)當(dāng)中的使用非常普遍。本文對沖壓裝備自動化的現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢進(jìn)行簡要分析。

關(guān)鍵詞：沖壓裝備；自動化；現(xiàn)狀；發(fā)展

隨著行業(yè)發(fā)展速度加快，相關(guān)的板材加工工藝以及相關(guān)設(shè)備也快速革新。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，50%的廚電零部件都使用板材做為原料，由此可見沖壓裝備在制造業(yè)當(dāng)中所能發(fā)揮出的巨大作用。沖壓裝備的自動化主要集中在材料供給、換模等工序上，主要應(yīng)用于流水化作業(yè)當(dāng)中，這也是自動化生產(chǎn)的主要目標(biāo)。

1、壓力機(jī)應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展

1.1大型多任務(wù)位壓力機(jī)

廚電大型外觀件生產(chǎn)過程中，大型多任務(wù)位壓力機(jī)的使用，成為了當(dāng)今生產(chǎn)制造也當(dāng)中最為高新的技術(shù)。這種設(shè)備的生產(chǎn)速度能夠超過手工送料的5倍，并且能夠在質(zhì)量和穩(wěn)定性上遠(yuǎn)超手工送料，非常適用于大批量生產(chǎn)當(dāng)中。由于這種設(shè)備的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并且制造價格較高，柔性相對較差，因此在國內(nèi)并未投入大型外觀件的生產(chǎn)制造當(dāng)中。

1.2大型沖壓生產(chǎn)線

一般情況下，廚房電器板材主體為外觀覆蓋件、內(nèi)置構(gòu)件，大型沖壓生產(chǎn)線是常用設(shè)備。20世紀(jì)末，該生產(chǎn)線通常將機(jī)械壓力機(jī)作為主機(jī)，設(shè)置翻轉(zhuǎn)裝置，借助人工、機(jī)械方式組成流水線，這種相對典型的系統(tǒng)在國外使用近半個世紀(jì)。我國，將近90.0%左右的生產(chǎn)線為這階段產(chǎn)品。隨后，為有效規(guī)避各種缺陷，建立了新型的多連桿技術(shù)，其優(yōu)勢為：滑塊均勻、速度緩慢，運(yùn)行速度快；深度大，最大達(dá)百米以上；使用較小的偏心距也能滿足大滑塊行程需求，方便操作；拉延時產(chǎn)生的沖擊力小，便于提高零件質(zhì)量，延長模具使用期限。

1.3單機(jī)聯(lián)線沖壓線

單機(jī)聯(lián)線沖擊線應(yīng)自動化特征的存在，近年來發(fā)展迅速，并發(fā)展成廚房電器沖壓件沖壓的主要技術(shù)之一。該設(shè)備有5-6臺壓力機(jī)，配備翻轉(zhuǎn)車、機(jī)械手等，長度達(dá)幾十米，具有柔性好、質(zhì)量可靠等優(yōu)勢。然因操作中上、下壓力機(jī)距離遠(yuǎn)，間接降低傳輸效率。單機(jī)聯(lián)線沖壓線使用資金少，多適用于外觀覆蓋件的生產(chǎn)。

近幾年，壓力機(jī)在自動化的基礎(chǔ)上又獲得進(jìn)展，比如自動化換模系統(tǒng)、觸屏監(jiān)控技術(shù)等，從某種程度上提高單機(jī)聯(lián)線設(shè)備生產(chǎn)率。其中，自動化換模系統(tǒng)僅需工作人員提前設(shè)置模具號，就能由壓力機(jī)自動完成整個換模工作，時間不超過5分鐘，具體功能為：自動調(diào)節(jié)氣墊壓力，自動調(diào)節(jié)裝模高度，精準(zhǔn)定位。

1.4其他壓力機(jī)

上述壓力機(jī)多用于廚房電器大件的沖壓，此外，國外也有部分壓力機(jī)正處于研發(fā)階段，比如高速壓力機(jī)、伺服壓力機(jī)等。以日本的伺服壓力機(jī)為例，和常規(guī)的壓力機(jī)相比，其優(yōu)勢包括：可按需調(diào)整滑塊的行程，從根本上消除無效行程，提高生產(chǎn)效率；運(yùn)行噪聲下，振動少，模具壽命長；運(yùn)行期間能實(shí)時調(diào)整滑塊，精確到微米，預(yù)防毛刺產(chǎn)品；可設(shè)定滑塊曲線、死點(diǎn)停留等特殊的工作模式，減少電力耗損量，增強(qiáng)節(jié)能效果。而告訴壓力機(jī)只能滿足小型、精密的零件沖壓需求。

2、自動送料系統(tǒng)現(xiàn)狀與發(fā)展

隨著工業(yè)化水平的提高，對沖壓生產(chǎn)安全性、效率提出的要求越來越多，自動化的送料操作也開始取代手工送料，這是滿足多任務(wù)位沖壓需求的基本要求。

2.1多任務(wù)位自動送料系統(tǒng)

該系統(tǒng)類似于搖臂裝置，其作用是移換沖壓件工位。送料移動桿沿著模具區(qū)移動，是主要的構(gòu)件，端拾器就安裝該構(gòu)件上。廚房電器零件生產(chǎn)車間中，根據(jù)送料的傳送方式，可分為電控自動送料、機(jī)械控制送料等。同時，因工件傳送方式的不同，送料系統(tǒng)也不同。隨著近年出多件工藝需求的提出，真空吸盤自動化的送料系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用。

2.2機(jī)械手自動送料系統(tǒng)

針對單機(jī)聯(lián)線沖壓線，借助機(jī)械手自動送料系統(tǒng)是滿足自動化操作需求。該系統(tǒng)由輸送裝置、上料手等組成，相鄰壓力機(jī)的傳輸單元和機(jī)械手對應(yīng)的端拾器，將工件從壓力機(jī)中取出，放置在輸送裝置上；輸送裝置沿著固定軌道，將工件傳送至上料處；上料機(jī)械手對應(yīng)的端拾器，從輸送裝置上取出工件后，放置在壓力機(jī)上。上述操作過于復(fù)雜，維修難度大。為有效解決上述問題，德國在該基礎(chǔ)上研發(fā)出快速橫桿式傳輸系統(tǒng)，具有操作簡便、傳輸率高的特征，能實(shí)現(xiàn)端拾器、模具在沖壓線、壓力機(jī)中的互換。

3、機(jī)器人搬動系統(tǒng)現(xiàn)狀與發(fā)展

因單機(jī)聯(lián)線所具備的獨(dú)特性，其和壓力機(jī)的共存發(fā)展將長期存在。其中，機(jī)器人技術(shù)不斷完善，成本減少，更多的沖壓線開始配備該系統(tǒng)。機(jī)器人自動化的搬動系統(tǒng)中，機(jī)器人作為主要部分，需要完成自動化上下料、傳送等工序，以取代傳統(tǒng)的人工操作，節(jié)約工作時間，減輕工作量。并且，機(jī)器人還能通過自身的控制和壓力機(jī)保持聯(lián)系，完成控制運(yùn)動、安全防護(hù)等工作。因大多數(shù)零件屬于薄壁件，多使用真空吸附原理操作，能在高強(qiáng)度的合金基礎(chǔ)上制成支架，吸附數(shù)量、設(shè)置方式根據(jù)板件情況確定。另外，因端拾器結(jié)構(gòu)和板件外形關(guān)系密切，故需在不同工位、板件配備不同端拾器。報告顯示，德國舒勒橫桿機(jī)器人就是使用的新型自動化設(shè)備，將機(jī)器人、橫桿技術(shù)有效結(jié)合一起。該系統(tǒng)包含機(jī)器人，通過縱向軸、端拾器支架開拓展附加軸。同時，還經(jīng)由壓力機(jī)柱縱向軸水平移動。

雖六軸機(jī)器人系統(tǒng)有著諸多優(yōu)勢，但仍存在搬運(yùn)期間板件抖動現(xiàn)象，為更好解決該問題，提高生產(chǎn)率，研發(fā)出七軸、端拾器的自動更換技術(shù)，也就是在原六軸基礎(chǔ)上安裝旋轉(zhuǎn)臂或移動臂，以在滿足工件水平移動需求的同時，規(guī)避以往的工件旋轉(zhuǎn)抖動、脫落現(xiàn)象，提高搬運(yùn)速度。該自動更換技術(shù)在自動化的換模過程中，控制系統(tǒng)作用根據(jù)輸入的模具號實(shí)現(xiàn)：原有端拾器在旋轉(zhuǎn)臺的接頭、自動裝置上放松；旋轉(zhuǎn)臺180度轉(zhuǎn)動后，能使端拾器移出工作區(qū)域，讓新的端拾器進(jìn)入；新端拾器、機(jī)器人自動夾緊，并在短時間內(nèi)返回工作區(qū)域待命。整個操作都是在自動化的換模中完成的，有效縮短工作時間，提高生產(chǎn)效率。

4、小結(jié)

綜上所述，隨著近年電子技術(shù)和信息技術(shù)的不斷發(fā)展，各種新型技術(shù)得以應(yīng)用，特別是板材沖壓裝備自動化技術(shù)，對于保證零件質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率意義重大。本文通過對沖壓裝備自動化技術(shù)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)：多任務(wù)位壓力機(jī)、單機(jī)聯(lián)線沖壓線是沖壓裝備技術(shù)的主要發(fā)展趨勢，但多任務(wù)位壓力機(jī)并未用于外觀覆蓋件沖壓中，這是我國和歐美國家的差距；通過我國的多年改造、研發(fā)，將近10.0%的沖壓線實(shí)現(xiàn)了單線、自動化目的，部分沖壓線開始使用先進(jìn)性的傳輸系統(tǒng)，為我國沖壓技術(shù)和歐美國家接軌提供保障。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：華潤建筑有限公司）