鈑金智能工廠之旋轉(zhuǎn)剪切中心

文 馬正平，涂芬芬，丁宇 江蘇亞威機(jī)床股份有限公司

鈑金加工過程中，下料通常是第一道工序，而對熱變形、表面劃傷等要求很高的行業(yè)，剪板機(jī)憑借其性價(jià)比，通常都是客戶的首選。而通常在人們的認(rèn)識(shí)里面，剪板機(jī)是用來修邊、分張，作為前道粗下料的機(jī)器，板材下料的精度較低，無法直接用于折彎成形等后道工序，與傳統(tǒng)的數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床和激光切割機(jī)等設(shè)備更無法相比。亞威作為國際領(lǐng)先的鈑金制造解決方案供應(yīng)商，一直致力于提供高端一流的技術(shù)，助力客戶自動(dòng)化、大規(guī)模、定制化等多方面的需求。通過對自動(dòng)化設(shè)計(jì)思想和智能制造理念的結(jié)合，亞威研發(fā)了一款新穎的剪板下料設(shè)備——旋轉(zhuǎn)剪切中心，如圖1 所示，既能保證下料準(zhǔn)確度，不會(huì)影響后面工序的加工質(zhì)量，又能實(shí)現(xiàn)多邊形等形狀復(fù)雜件的剪切，同時(shí)還能兼顧人工、強(qiáng)度、效率、安全等多方面因素。

圖1 旋轉(zhuǎn)剪切中心

設(shè)備組成

旋轉(zhuǎn)剪切中心由五大機(jī)構(gòu)組成，包括上料機(jī)構(gòu)、送料機(jī)構(gòu)、定位機(jī)構(gòu)、剪切機(jī)構(gòu)、下料機(jī)構(gòu)等。

上料機(jī)構(gòu)，由原料臺(tái)車、抓料機(jī)械手等部件組成，可以實(shí)現(xiàn)原材料的磁力分張、自動(dòng)扳邊、板料抓取、厚度檢測、板料輸送等功能。

送料機(jī)構(gòu)，由夾持、旋轉(zhuǎn)、送料等部件組成，其中夾持部件可以根據(jù)板材的材質(zhì)、厚度、幅面等屬性進(jìn)行壓緊力的自動(dòng)調(diào)整；而旋轉(zhuǎn)和送料部件的配合，可以實(shí)現(xiàn)各類復(fù)雜形狀的剪切，并且無需類似折彎機(jī)后擋指的結(jié)構(gòu)，不僅精度可控，而且加工效率高。

定位機(jī)構(gòu)，由固定基柱、活動(dòng)擋塊等部件組成，可以適應(yīng)不同尺寸板材，高效地實(shí)現(xiàn)基準(zhǔn)定位。

剪切機(jī)構(gòu)，由剪板機(jī)、廢料輸送等機(jī)構(gòu)組成，其中剪板機(jī)主體選用的是亞威的HGSK-3×2500 機(jī)型，可以實(shí)現(xiàn)高精度的板料剪切，同時(shí)配置刀口自動(dòng)調(diào)整和檢測裝置，可實(shí)現(xiàn)刀口間隙自動(dòng)精確調(diào)整。

下料機(jī)構(gòu)，由碼垛機(jī)械手、成品臺(tái)車等部件組成，可以實(shí)現(xiàn)剪切成品的板料抓取、板料輸送、自動(dòng)碼垛等功能。

應(yīng)用優(yōu)勢

旋轉(zhuǎn)剪切中心以高精度剪板機(jī)為主體，增加了上料、送料、定位、下料等機(jī)構(gòu)，省掉了大量搬運(yùn)和劃線、對線工序的時(shí)間，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了勞動(dòng)效率，保證了下料的尺寸及下料對角線的公差。同時(shí)應(yīng)用數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行控制，進(jìn)一步提高了制件精度，增強(qiáng)了自動(dòng)化程度。

主體機(jī)床優(yōu)勢

亞威數(shù)控剪板機(jī)是由數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)、測量裝置及床身等組成，具有精密剪切的高剛性技術(shù)、性能卓越的低油溫技術(shù)、完備的刀片應(yīng)用技術(shù)等。通過數(shù)控和伺服系統(tǒng)的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)剪切角和間隙的自動(dòng)調(diào)整，提高了剪切質(zhì)量；通過三點(diǎn)滾輪結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)的剪切動(dòng)作，穩(wěn)定性高，使用壽命持久。

自動(dòng)輸送優(yōu)勢

旋轉(zhuǎn)剪切中心，從原料到成品都由伺服控制實(shí)現(xiàn)，裝卸一次完成，加工精度高，加工形式穩(wěn)定。上料機(jī)械手采用耐油大吸力吸盤，吸力大、壽命長，能有效避免板材劃傷。機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)采用高速大扭矩伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，配合原裝進(jìn)口直線導(dǎo)軌，運(yùn)行速度快，定位精度高，可有效降低操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率。使用機(jī)器代替人工，不僅生產(chǎn)效率高，而且可以極大地降低操作人員的安全隱患，進(jìn)一步保證鈑金智能工廠的連續(xù)運(yùn)行。

數(shù)控控制優(yōu)勢

數(shù)控技術(shù)在鈑金加工設(shè)備上得到了廣泛應(yīng)用，它解決了鈑金加工中存在的零件精度高、形狀復(fù)雜、批量大等問題。而旋轉(zhuǎn)剪切中心通過數(shù)控系統(tǒng)的精準(zhǔn)控制，不僅實(shí)現(xiàn)了取料、上料、定位、夾持、送料、旋轉(zhuǎn)、剪切、下料、碼垛等不同部件和不同動(dòng)作的精確聯(lián)動(dòng)控制，如圖2 所示，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了遞進(jìn)取料、自動(dòng)定位、逐層碼垛等精準(zhǔn)的位置控制，在生產(chǎn)中大大提高了剪切中心的加工能力，使工件在產(chǎn)量和質(zhì)量上都得到了保證。

圖2 不同部件和不同動(dòng)作的精確聯(lián)動(dòng)控制

人機(jī)交互優(yōu)勢

人機(jī)界面的應(yīng)用是當(dāng)下數(shù)控設(shè)備的標(biāo)配，全部設(shè)定、監(jiān)控、調(diào)試可在屏幕上用手觸方式操作，快捷簡便?？蛻舨倏厝藱C(jī)界面，可以設(shè)置上料模式和剪板尺寸等；當(dāng)需要生產(chǎn)某一款產(chǎn)品時(shí)，只需要在人機(jī)界面的編程界面，將產(chǎn)品的基本信息錄入系統(tǒng)，一鍵啟動(dòng)，即可實(shí)現(xiàn)工件的底層自動(dòng)計(jì)算和自動(dòng)加工。

核心算法優(yōu)勢

在旋轉(zhuǎn)剪切中心的使用過程中，數(shù)控系統(tǒng)不僅實(shí)現(xiàn)了運(yùn)動(dòng)控制，同時(shí)根據(jù)客戶需要的剪切基礎(chǔ)尺寸和形狀，通過自研的核心算法，自動(dòng)計(jì)算板料剪切的目標(biāo)位置，省去CAM 軟件或示教等操作，大大簡化了生產(chǎn)工藝，減少了加工時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率，極大地提高了材料的利用率，降低了生產(chǎn)成本和工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，保證了完美的制件拼接精度，如圖3 所示。

圖3 完美的制件拼接精度

柔性智能優(yōu)勢

柔性加工中心的優(yōu)勢在于其智能處理各種變化的能力。在加工能力方面，當(dāng)工藝相近時(shí)，可以通過簡單的拷貝和微調(diào)，快速生成新產(chǎn)品的加工信息。當(dāng)要求生產(chǎn)一系列不同類型的產(chǎn)品時(shí)，設(shè)備可以記憶已加工的編程信息，自動(dòng)調(diào)用，具有對老產(chǎn)品有用特性的繼承能力和兼容能力。在加工穩(wěn)定性方面，可以實(shí)時(shí)監(jiān)控各機(jī)構(gòu)、各部件的運(yùn)行狀態(tài)，人機(jī)界面也會(huì)實(shí)時(shí)顯示各軸的位置、速度信息，當(dāng)監(jiān)控到干涉或檢測異常時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)糾正或報(bào)錯(cuò)，以保證整個(gè)柔性中心的穩(wěn)定使用。

結(jié)束語

包含了智能剪切中心的鈑金智能工廠解決方案，簡化了工件、設(shè)備和人之間的互聯(lián)互動(dòng)，將鈑金加工從常規(guī)獨(dú)立的單機(jī)設(shè)備升級(jí)到智能的自動(dòng)化單元，在提高生產(chǎn)效率的同時(shí)，大幅降低了對勞動(dòng)力的依賴，為升級(jí)為整合靈活的加工生產(chǎn)線提供了可能，必將徹底改變鈑金工廠的生產(chǎn)制造系統(tǒng)。

02

中華服飾

逐色行走的歷代服飾

漢

自然質(zhì)樸

崇善黃和赤

流行色彩：玄（水） 赤（火） 白（金） 綠（木）

影響依據(jù)：道家黃老之術(shù) 儒家思想

基本特點(diǎn)：交領(lǐng) 右衽 系帶 寬袖

形制分類：上衣下裳 深衣 襦裙等

輕解淺析：水德為玄色 漢初最高貴 武帝尚火德 赤色為上服

男女多喜青 綠衫以為美 素白平民衣 自然而簡樸