沖壓自動化生產(chǎn)線的解析及規(guī)劃研究

李進 柴劉學(xué) 謝大帥 李軍虎

[摘? ? 要]現(xiàn)階段隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展，傳統(tǒng)制造業(yè)發(fā)生了較大的改變，自動化技術(shù)應(yīng)用于傳統(tǒng)制造業(yè)中，有利于提升當前制造業(yè)企業(yè)核心競爭力，促進企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。文章主要介紹了當前沖壓自動化生產(chǎn)線，并且對沖壓自動化生產(chǎn)進行解析，結(jié)合當前工業(yè)生產(chǎn)概況，重視對沖壓自動化生產(chǎn)線的規(guī)劃研究，以供中船重工鵬力科技集團工作人員借鑒分析。

[關(guān)鍵詞]沖壓自動化;制造業(yè);機械加工;速度調(diào)節(jié)

[中圖分類號]TG385.9[文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2020）12–00–03

[Abstract]With the development of science and technology at this stage， traditional manufacturing has undergone major changes. The application of automation technology in the development of traditional manufacturing is conducive to enhancing the core competitiveness of current manufacturing enterprises and promoting high-quality development of enterprises. It mainly introduces the overview of the current stamping automation production line， and analyzes the stamping automation production， combined with the current industrial production overview， pays attention to the planning and research of the stamping automation production line， so as to provide the staff of China Shipbuilding Heavy Industry Pengli Technology Group for reference and analysis.

[Keywords]stamping automation; manufacturing; machining; speed adjustment

近幾年，我國重視制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，尤其是現(xiàn)階段科學(xué)技術(shù)發(fā)展較快，將一些先進的技術(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)，逐步推動傳統(tǒng)制造業(yè)朝著自動化、智能化方向發(fā)展。沖壓加工生產(chǎn)是現(xiàn)階段機械加工與制造的重要環(huán)節(jié)，重視對沖壓自動化生產(chǎn)線的研究，有利于企業(yè)獲得較大的提升，適應(yīng)當前社會發(fā)展的需求。

1 沖壓自動化生產(chǎn)線概述

在機械加工與制造環(huán)節(jié)，沖壓生產(chǎn)的發(fā)展可以追溯到20世紀50年代，由于當時的特殊生產(chǎn)需求，一些大批量、低成本的生產(chǎn)主要依靠沖壓機設(shè)備完成。由于惡劣的工作環(huán)境與噪聲，嚴重影響操作人員自身健康。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，企業(yè)重視機械化裝置來替代人工完成沖壓機的上料與下料等工作，有效提高了工作效率，逐步實現(xiàn)了基于人工生產(chǎn)的流水線作業(yè)。

信息技術(shù)與電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用有利于企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，工業(yè)機器人的出現(xiàn)，使企業(yè)管理人員重視對沖壓自動化生產(chǎn)線的投資，實現(xiàn)了機器人化的沖壓自動化生產(chǎn)線。現(xiàn)階段沖壓自動化生產(chǎn)線工藝得到較大提升，從早期的液壓與氣動驅(qū)動，逐漸演變?yōu)槿涣魉欧?qū)動，極大提升了整體生產(chǎn)的安全性與有效性。并且技術(shù)人員重視對工業(yè)機器人的改造升級工作，便于當前設(shè)備能夠完成不同種類的復(fù)雜操作。

結(jié)合我國最新研究成果，當前我國經(jīng)濟發(fā)展，在沖壓自動化生產(chǎn)線建設(shè)中，主要形成了4種不同的形式。

（1）普通壓力機與機器人傳輸，整體生產(chǎn)線改造成本較低，具有較強的操作性。同時，該設(shè)備的穩(wěn)定性較差，生產(chǎn)速度較低，在早期的工業(yè)沖壓生產(chǎn)中有著較大的應(yīng)用空間。

（2）普通壓力機與單臂機械手的傳輸形式，在使用階段，具有較強的靈活性，整體成本較低，目前依舊具有一定的發(fā)展前景。

（3）高速壓力機與橫桿式傳輸形式有效結(jié)合，在當前工業(yè)生產(chǎn)中，具有廣泛的應(yīng)用，符合當前大批量沖壓生產(chǎn)的需求，在我國很多機械制造公司有著廣泛的應(yīng)用。

（4）多工位壓力機與步進式傳輸方式有效結(jié)合，該技術(shù)經(jīng)過研究人員的持續(xù)改進，已經(jīng)能夠適應(yīng)不同種類生產(chǎn)加工的需求，整體設(shè)備的傳輸效率較高，在工業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用。

2 沖壓自動化生產(chǎn)線解析

企業(yè)重視生產(chǎn)加工，對于現(xiàn)階段企業(yè)戰(zhàn)略發(fā)展進行有效規(guī)劃，在機械加工環(huán)節(jié)，重視沖壓自動化生產(chǎn)線的有效使用。當前整體設(shè)備主要由線首拆垛單元、板件清洗機、傳輸皮帶以及壓力機等不同設(shè)備組成。在使用階段，技術(shù)人員為了更好地應(yīng)對當前施工需求，往往還需要配置監(jiān)控系統(tǒng)，便于發(fā)揮設(shè)備的重要作用。

其中線首拆垛單元主要用于材料的分離與搬運，將一些重疊的物料進行有效劃分，便于將該產(chǎn)品用于接下來生產(chǎn)工序中。在生產(chǎn)環(huán)節(jié)，技術(shù)人員主要依靠原材料的磁性，實現(xiàn)對不同物料之間的有效分離。至于鋁板等一些材料，則是需要技術(shù)人員使用氣刀的方式完成板料的分離。

板件清洗機主要是用于清理板件，避免板材自身存在一定的污染物，在后續(xù)沖壓環(huán)節(jié)影響整體操作的精確度。技術(shù)人員在使用階段應(yīng)重視對板材表面的涂油，有利于該零件獲得較為可靠的拉延性。

在沖壓自動化生產(chǎn)線加工過程中，技術(shù)人員應(yīng)重視自身能力的提升，在該生產(chǎn)線施工環(huán)節(jié)，有效提升設(shè)備性能，便于機器人能夠準確抓取板材，以便于后續(xù)操作能夠有序進行。在設(shè)備使用階段，壓力機是完成整體沖壓工作的重要設(shè)備，在整體工序施工環(huán)節(jié)，技術(shù)人員應(yīng)重視整體沖壓自動化生產(chǎn)線的協(xié)調(diào)工作，便于該設(shè)備能夠正常發(fā)揮自身重要作用，完成機械產(chǎn)品加工生產(chǎn)。

3 沖壓自動化生產(chǎn)線規(guī)劃

在沖壓自動化生產(chǎn)線規(guī)劃過程中，施工技術(shù)人員應(yīng)該重視自身能力的提升，從建筑成本、建筑施工周期、整線SPM以及壓機速度調(diào)節(jié)等方面進行有效設(shè)計，逐步提高整體設(shè)備的性能。由于不同的生產(chǎn)線造價存在較大差別，需要技術(shù)人員提高重視，結(jié)合當前機械加工需求，有效調(diào)整沖壓自動化布局。在整體生產(chǎn)線規(guī)劃階段，技術(shù)人員還應(yīng)該對改造時間進行有效控制。如果整體改造時間過長，會對當前客戶造成較大的經(jīng)濟損失。因此，技術(shù)人員在制定沖壓生產(chǎn)線規(guī)劃時，需要綜合考慮，制定合適的應(yīng)對方案。

3.1 建設(shè)成本

現(xiàn)階段整體設(shè)備主要以壓機自動化為主，其他的配套設(shè)備整體價值較低，在綜合改造環(huán)節(jié)，需要技術(shù)人員提高重視，不斷提升當前建筑性能，有效降低施工成本，重視故障排除以及其他問題。

當前技術(shù)人員在日常工作中，應(yīng)該重視對壓機的選擇?，F(xiàn)階段沖壓設(shè)備主要分為三類，分別是伺服壓力機、機械壓力機以及油壓機。在綜合使用階段，需要技術(shù)人員充分考慮不同設(shè)備的性能差異，選擇合適的壓力機，便于沖壓自動化生產(chǎn)線能夠穩(wěn)定運行。

在沖壓自動化生產(chǎn)線布局中，技術(shù)人員應(yīng)該重視對采購成本的有效控制，如果資金較為充裕，技術(shù)人員通常會選擇伺服壓力機作為首要選擇，雖然該設(shè)備的采購成本較高，但是具有較高的使用效率，整體能耗較低，并且易于零件成型。如果整體建設(shè)階段資金有限，可以采用機械壓力機或者其他不同的設(shè)備。

在沖壓自動化生產(chǎn)線整體布局中，三種不同的設(shè)備價格存在較大的差異，其中伺服壓力機最為昂貴，機械壓力機價格較為適中，而油壓機價格最低。在生產(chǎn)線布局中，技術(shù)人員應(yīng)該提高重視，綜合考慮不同的需求，關(guān)注設(shè)備后續(xù)的維護費用。

如果該企業(yè)建設(shè)沖壓自動化生產(chǎn)線的目的為高速生產(chǎn)，技術(shù)人員則不應(yīng)該考慮油壓機，避免在施工環(huán)節(jié)出現(xiàn)較大的故障，嚴重影響施工效率，給企業(yè)帶來較大的負面影響。

例如：某企業(yè)在整體設(shè)備建設(shè)中，結(jié)合當前企業(yè)需求，在生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)，主要采用多連桿伺服壓力機，整體投資規(guī)模較高，適應(yīng)企業(yè)高速生產(chǎn)的需求。并且在設(shè)備建設(shè)中，采用肘桿式結(jié)構(gòu)，有效提高了設(shè)備的性能，滿足不同生產(chǎn)加工的需求。該設(shè)備在使用階段，通過控制滑塊的運動速度，有效調(diào)節(jié)當前設(shè)備的運行情況。在設(shè)備使用階段，技術(shù)人員設(shè)置不同的生產(chǎn)模式，從而滿足不同產(chǎn)品施工的需求，從而提高設(shè)備的生產(chǎn)效率。當技術(shù)人員選擇合適的壓機之后，還需要對于配套設(shè)施進行有效調(diào)節(jié)，逐步提升當前設(shè)備的性能。在自動化傳輸系統(tǒng)選擇中，技術(shù)人員結(jié)合企業(yè)的不同生產(chǎn)需求，控制整線成本，有效提高當前設(shè)備的運行效率。除此之外，技術(shù)人員還需要關(guān)注沖壓自動化生產(chǎn)中其他設(shè)備，包括板件對中系統(tǒng)、清洗機等，確保整體生產(chǎn)線不同設(shè)備的處理能力相互匹配，逐步提高整體設(shè)計質(zhì)量。整體成本關(guān)系到生產(chǎn)線的性能，在使用階段，技術(shù)人員應(yīng)重視自身能力的提升，確保整體系統(tǒng)符合整體沖壓生產(chǎn)的需求。

3.2 整體建設(shè)周期

現(xiàn)階段技術(shù)人員還應(yīng)該重視整體建設(shè)周期，有效提高當前設(shè)備性能。當設(shè)計人員制定了整體改造方案后，還需要與廠家之間建立溝通，有效控制施工效率，將建設(shè)周期控制在一定時間內(nèi)。一般情況下，企業(yè)在升級現(xiàn)有生產(chǎn)線時，應(yīng)該將整體時間控制在10個月之內(nèi)，最長時間不得超過11個月。在整體設(shè)備安裝調(diào)試階段，還需要保證水、電、氣等供應(yīng)，避免在施工階段出現(xiàn)重要資源短缺的現(xiàn)象，造成設(shè)備調(diào)試與生產(chǎn)難以進行，延長了設(shè)備的建設(shè)周期。如果在升級改造工作中出現(xiàn)了誤工現(xiàn)象，建設(shè)周期超過規(guī)定范圍，將會造成企業(yè)損失加大，不利于企業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

3.3 整線SPM

當前技術(shù)人員在日常施工階段，需要關(guān)注沖壓自動化生產(chǎn)線的自動化程度。整線SPM的含義是整體設(shè)備的出線速度，一般情況下，該數(shù)值與整體造價存在較大的聯(lián)系。如果整線SPM越大，則要求當前使用性能更為優(yōu)質(zhì)的設(shè)備，造成現(xiàn)階段設(shè)備造價大幅度提升。設(shè)計人員重視整線SPM，在設(shè)備使用階段，對于影響該要素的原因進行細致分析，通過提升壓機單機的速度，控制整體設(shè)備的間距，避免在設(shè)備使用階段，出現(xiàn)物料聚集的不良現(xiàn)象。

其中壓機單機速度對于整線SPM的影響較大，技術(shù)人員應(yīng)該結(jié)合整體設(shè)備的運行工況，合理選擇不同的沖壓模式。一般情況下，壓機采用連續(xù)模式具有較高的運行速度，并且消耗的能源較低，但在使用階段，對于工業(yè)機器人的要求較高，需要機器人及時完成填料與去料。如果該設(shè)備完成不了高負荷的換料工作，技術(shù)人員會選擇斷續(xù)沖壓模式，有效降低了設(shè)備的運行效率，增加了能源的消耗。當前技術(shù)人員在日常施工環(huán)節(jié)，應(yīng)該重視自動化技術(shù)的運用，確保整體設(shè)備能夠正常有序運行。

線首單元的綜合速度同樣會對整體生產(chǎn)起到一定的限制作用，線首單元包含的內(nèi)容較多，在整體生產(chǎn)階段，需要技術(shù)人員提高關(guān)注，對于不同設(shè)備的參數(shù)進行有效調(diào)節(jié)，確保該設(shè)備能夠發(fā)揮自身重要作用，提升整體設(shè)備的性能。

3.4 壓機單機速度調(diào)節(jié)

現(xiàn)階段技術(shù)人員對于當前設(shè)備進行有效分析，關(guān)注壓機使用階段滑塊的速度變化。當前技術(shù)人員應(yīng)該關(guān)注設(shè)備的運行狀況，及時對當前設(shè)備進行有效調(diào)節(jié)，便于該設(shè)備能夠發(fā)揮自身重要作用。在對整體設(shè)備進行調(diào)整時，技術(shù)人員可以調(diào)整滑塊的回程，從而減少設(shè)備的沖壓時間，逐步提高整體工作效率。在整體設(shè)備改造階段，技術(shù)人員可以在壓機的齒輪箱附近添加伺服電機控制系統(tǒng)，有效降低設(shè)備的使用效率，便于該設(shè)備能夠起到調(diào)節(jié)壓機單機速度的重要作用。技術(shù)人員通過對單機速度的調(diào)節(jié)，有效增加了零件的成形時間，在確保整體設(shè)備性能不受到外界負面影響的情況下，配合伺服電機控制系統(tǒng)，提高整體設(shè)備的性能。

4 結(jié)束語

總而言之，現(xiàn)階段工業(yè)發(fā)展重視信息化技術(shù)在日常生產(chǎn)中的應(yīng)用，有效降低人工成本，提高工業(yè)生產(chǎn)效率。在整體沖壓自動化生產(chǎn)線建設(shè)中，技術(shù)人員應(yīng)該關(guān)注當前企業(yè)發(fā)展需求，從建設(shè)成本、建設(shè)周期、整線SPM、壓機速度調(diào)節(jié)等不同角度來論述當前沖壓自動化生產(chǎn)線整體布局，為企業(yè)帶來更大的經(jīng)濟效益。

參考文獻

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