國內(nèi)沖壓自動化線成套技術(shù)及裝備供應(yīng)能力研究

褚亞飛

（濟南二機床集團有限公司 山東 濟南 250022）

就用于汽車制造領(lǐng)域的機器人沖壓自動化出產(chǎn)線而言，該體系包括機器人、控制系統(tǒng)、拆垛磁力分張、皮帶機、清洗機、涂油機、自動更換端拾器小車和整體防護等。體系運轉(zhuǎn)時，各部分在一定范圍內(nèi)工作，各部分有機結(jié)合，構(gòu)成完善的自動化出產(chǎn)線體系。在放置體系的各個部分時，能夠根據(jù)出產(chǎn)車間的實際情況進行恰當(dāng)?shù)恼{(diào)整，以保證體系配置處于最佳運轉(zhuǎn)狀態(tài)。

1 主要設(shè)備水平及技術(shù)

沖壓裝置是汽車行業(yè)中的主要技術(shù)支持，沖壓裝置的技術(shù)水平高低會極大的影響汽車行業(yè)的發(fā)展速率。汽車行業(yè)逐漸全球化也導(dǎo)致了各個行業(yè)之間的相互競爭，也要求廠商對市場做出快速反應(yīng)。各種技術(shù)的不斷發(fā)展使得汽車制造行業(yè)不得不迫切的尋找更加具有適應(yīng)性的自動化技術(shù)滿足市場要求，微型電子技術(shù)使得目標(biāo)技術(shù)展現(xiàn)出了柔性自動化的優(yōu)點。沖壓設(shè)備用途廣泛，汽車、飛機等行業(yè)，尤其是汽車行業(yè)用途最為頻繁。目前，汽車行業(yè)的發(fā)展水準(zhǔn)是代表一個國家經(jīng)濟實力的重要代表?，F(xiàn)在，全球所有工業(yè)化國家都把汽車行業(yè)作為國民經(jīng)濟的重要環(huán)節(jié)。汽車行業(yè)有效的帶動了沖壓技術(shù)的進步，沖壓設(shè)備的完善大部分都是以汽車產(chǎn)業(yè)為基礎(chǔ)來發(fā)展的。由于市場的需求越發(fā)增大，汽車行業(yè)的發(fā)展也隨之加速，市場產(chǎn)品的使用壽命進一步縮短?，F(xiàn)階段汽車行業(yè)發(fā)展特點為:個性化車型、小批量車型、快速更換車型、多車型共線生產(chǎn)、車身覆蓋件大規(guī)模集成。所以，常規(guī)的生產(chǎn)模式逐漸不適用現(xiàn)階段市場要求。

因而，從目前的沖壓設(shè)備發(fā)展?fàn)顩r來看，形成的趨勢有兩個，一個是大型多工位壓力機，另一個是選用自動搬運機械手的高性能壓力機生產(chǎn)線的柔性生產(chǎn)。兩者比較，第二種發(fā)展趨勢所需要的資金較少，可以更好的適應(yīng)各種車型，小批量出產(chǎn)，滿足出產(chǎn)中高檔轎車優(yōu)質(zhì)沖壓件的要求。這幾年市場分析來看，國外知名壓機制造商正在開發(fā)多工位壓機，并正在大力開發(fā)便于靈活出產(chǎn)的高性能單機在線壓機，然后生產(chǎn)大功率、高性能的機電一體化全自動壓機。以上壓機基本上都是采用的現(xiàn)代化技術(shù)，如下：

(1)全自動換模系統(tǒng)；

(2)功能完善、人機界面良好的自動監(jiān)控體系；

(3)高出產(chǎn)率所需的高行程節(jié)拍；

過去因為我國轎車工業(yè)規(guī)劃小、檔次低，對沖壓線的技術(shù)水平?jīng)]有相應(yīng)的要求。國內(nèi)壓機與國外壓機在技術(shù)上距離很大，尤其是靈活程度，無法完全自動化沖壓生產(chǎn)。壓機換模的調(diào)整是需要通過專業(yè)人士操作，換模大概35分鐘左右，所以輸出效率很低。

2 機電一體化全自動沖壓線的幾項關(guān)鍵技術(shù)

2.1 沖壓線的全自動換模系統(tǒng)

更換模具只需在觸摸屏上設(shè)置模具編號，隨后電機開始。整個換模進程由壓機及自動化機械手完成，大大縮短換模時間，全部的換膜經(jīng)過（模具和端拾器）控制在6分鐘以內(nèi)。全自動換模技術(shù)如下：

（1)設(shè)備氣壓調(diào)節(jié)，使用壓力傳感器檢測、電磁閥操控和PLC編程完成平衡器和氣墊的氣壓自動調(diào)整。

（2)自動調(diào)整模具高度和氣墊行程。選擇編碼器檢測位移。經(jīng)過觸摸屏顯示、參數(shù)設(shè)定、PLC編程操控，精度確定到0.1mm。

（3)高速環(huán)境下工作臺進出系統(tǒng)，使其移動的驅(qū)動選用變頻調(diào)速器，完成移動工作臺運轉(zhuǎn)，達到工作效率高，精度高的需求，速度要求達到每分鐘15米，精確度達到0.1mm。

2.2 壓力機多連桿技術(shù)的開發(fā)

一般低碳鋼的允許拉延速度為18 ～ 24 m/min。假如壓力機的拉伸速度超過這個值，零件就會出現(xiàn)裂紋和空洞，一般曲柄壓力機僅能對轎車覆蓋件(車門、車頂?shù)?70毫米以下的簡單淺拉伸。對于250毫米以上的深拉伸的高端車覆蓋件無法滿足。因而，國外的有些轎車沖壓設(shè)備大多都選用多連桿。多連桿壓力機的運動特點是下降速度快，在形變的范圍內(nèi)(約300 mm)較小的速度緩慢且平穩(wěn)。回程速度快，符合過程要求，又提高了生產(chǎn)率。因而，高功能沖壓設(shè)備需要以多連桿技術(shù)為主要發(fā)展項目，以符合現(xiàn)代轎車的覆蓋件需求。因為這項技術(shù)的難度較高，國外一不允許向我國展示此技術(shù)。濟南二機床集團有限公司是國內(nèi)僅有的具有自主開發(fā)制作多連桿伺服壓力機的企業(yè)。多連桿壓力機的優(yōu)勢：

(1)拉伸速度低且均勻，而空轉(zhuǎn)速度快且生產(chǎn)率高。

(2)拉深深度大。在允許拉延速度內(nèi)，拉深深度可達320毫米。

(3)有效減小了運行過程中對模具的磨損，延長了模具使用年限，也提高了拉深件的韌性。

2.3 節(jié)拍高穩(wěn)定性好的送料系統(tǒng)

為提高整線生產(chǎn)節(jié)拍，開發(fā)出國內(nèi)首臺套單臂送料系統(tǒng)，整線節(jié)拍達到15spm/min。根據(jù)不同模具，滿足汽車車身覆蓋件全部生產(chǎn)任務(wù)。操作便捷，穩(wěn)定性高，降低了維保成本。提高了整個沖壓線系統(tǒng)的性能。

3 結(jié)語

綜上所述，在信息時代的背景下，工業(yè)數(shù)據(jù)信息自動化逐漸代替了人力資源生產(chǎn)化的支持，在生產(chǎn)領(lǐng)域上得到了完善。未來專業(yè)人員將會不斷的對沖壓自動化設(shè)備以及生產(chǎn)線進行優(yōu)化和創(chuàng)新，汽車行業(yè)的發(fā)展前景廣闊，發(fā)展政策也將完善，推動著汽車行業(yè)的快速發(fā)展。