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轉(zhuǎn)發(fā)自：鍛壓裝備與制造技術(shù)

作者：史鵬飛，崔禮春，夏咪咪

（安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心，安徽合肥230601）

人工生產(chǎn)線，雖然在建設(shè)初期投人較小，但隨著市場需求的擴(kuò)大，其固有的效率低下、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性較差等缺

占越來越影響企業(yè)的發(fā)展。

自動化生產(chǎn)線恰好可以讓這些問題得到解決。

較高的生產(chǎn)效率、穩(wěn)定的產(chǎn)品質(zhì)量以及規(guī)模生產(chǎn)條件下更低的單件生產(chǎn)成本，正是自動化沖壓生產(chǎn)線的優(yōu)點，尤其對大型車身覆蓋件生產(chǎn)而言，這些優(yōu)點更為突出。

因而，現(xiàn)今一般在大型沖壓車間規(guī)劃初期，就會直接考慮采用自動化。

1沖壓車間設(shè)計原則

圍繞整車工廠的工作核心和目標(biāo)，

（1） 以及生產(chǎn)汽車的需要和目的為首要和根本的原則。

（2） 以縮短移動距離為原則，車間平面布置以物流順暢為原則，劃區(qū)域布置，各區(qū)域之間位置按物流順序進(jìn)行布置。

（3） 充分利用沖壓車間中的空間和場地，整個車間按精益生產(chǎn)方式進(jìn)行設(shè)計，生產(chǎn)組織采取“多批次，小批量"的生產(chǎn)方式，綜合考慮整體物流、庫存時間和運輸頻次。

（4） 沖壓設(shè)備考慮采用高速沖壓自動線，保證質(zhì)量，提高效率，節(jié)約生產(chǎn)面積及生產(chǎn)成本。

選擇什么樣規(guī)模的生產(chǎn)線，取決于需要生產(chǎn)什么樣的沖壓件。

對于占汽車車身10％的超大型沖壓件，一般采用總噸位6000t以上的沖壓線；25％左右的大中型沖壓件，采用4000t左右沖壓線；25％左右的中型沖壓件，采用2500t左右沖壓線；其余40％左右中小件，基本采用1000t以下生產(chǎn)線。

2產(chǎn)能核算

依據(jù)沖壓廠30萬輛產(chǎn)能規(guī)劃，主要參考設(shè)備工作年時基數(shù)、平均生產(chǎn)節(jié)拍和沖壓沖次需求等。

生產(chǎn)線按高速線，移動率0·75，平均生產(chǎn)節(jié)拍依據(jù) 1 OSPM核算：

年沖次：250 × 2 × 8 × 60 × 60 × 10 × 0·75：1080 萬次

3工藝設(shè)備

就設(shè)備組成而言，沖壓自動化線一般包括壓力機(jī)和自動化。

3· 1壓力機(jī)

壓力機(jī)作為沖壓車間的主要生產(chǎn)線設(shè)備，決定了整體生產(chǎn)工藝的水平。

目前國內(nèi)壓力機(jī)主要分為液壓機(jī)、機(jī)械壓力機(jī)兩大類。

其中，因液壓機(jī)生產(chǎn)效率較低、維護(hù)頻率較高、維修成本較高等原因，已經(jīng)逐漸被機(jī)械壓力機(jī)所取代。

機(jī)械壓力根據(jù)結(jié)構(gòu)不同，可分為單動、雙動、四柱壓力機(jī)；根據(jù)自身原理，可分為機(jī)械式壓力機(jī)、伺服壓力機(jī)。

3·2沖壓自動化系統(tǒng)

（1） 拆垛系統(tǒng)。一套完整的沖壓自動化拆垛系統(tǒng)的常規(guī)配置主要包括軌道移動式上料小車、拆垛機(jī)械手、傳送裝置、板料清洗機(jī)、板料涂油機(jī)、板料對中厶及控制手統(tǒng)等組成。

（2） 自動傳輸系統(tǒng)。自動傳輸系統(tǒng)用于各工序間毛坯或工件搬運傳輸。傳輸機(jī)構(gòu)主要有機(jī)械手、機(jī)器人等方式。

機(jī)械手分為上下料機(jī)械手和高速穩(wěn)定的單臂或雙臂橫桿式傳送機(jī)構(gòu)等。

機(jī)器人傳輸方式自身特點獨樹一幟，機(jī)器人通過端拾器和運動軌跡的調(diào)整，更加柔性化，產(chǎn)品適應(yīng)性強(qiáng)，在舊線改造和多品種小批量沖壓線應(yīng)用較多。

（3） 線尾出料系統(tǒng)。

線尾出料系統(tǒng)由出料輸送帶、照明、工件檢驗臺、人工或自動裝箱機(jī)構(gòu)及控制系統(tǒng)等構(gòu)成。

主要任務(wù)是將成品沖壓件輸送至合適的位置便于裝箱（或自動裝箱），并為沖壓件檢測提供條件。

由于人工檢查的靈活性特點，常用人工檢查及人工裝箱方式。

3·3沖壓自動線的主要形式

“普通壓力機(jī)+機(jī)器人傳輸"形式。機(jī)器人傳輸形式柔高，使用方便且成本較低，但穩(wěn)定性較差，速度相對較慢，不適合大批量高速生產(chǎn)。

 “普通壓力機(jī)+單臂機(jī)械手"傳輸形式。

單臂機(jī)械手傳輸形式由于成本相對較低、具有一定的靈活》生，目前仍有一定的發(fā)展空間。

“高速壓力機(jī)+橫桿式"傳輸形式（高速線）。

橫桿式傳輸形式具有高速、高穩(wěn)定性等特點，已經(jīng)在大型覆蓋件生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。

“多工位壓力機(jī)+步進(jìn)式"傳輸形式。

多工位生產(chǎn)線已經(jīng)有多年的歷史，傳輸方式已經(jīng)由原來的機(jī)械式傳輸演變?yōu)榻裉斓碾娮涌刂剖絺鬏?，整體結(jié)構(gòu)也由單一的單滑塊發(fā)展為單滑塊、

（1） 多滑塊并存。由于速度快、穩(wěn)定》生高，一直以來為各主機(jī)廠廣泛使用。尤其多滑塊多工位，其特性基本與高速線接近

4沖壓自動線規(guī)劃其他因素

沖壓自動線規(guī)劃是個比較復(fù)雜的過程，除了上面提到的，還有很多因素需要考慮。

4· 1是否采用同步技術(shù)

同步技術(shù)在沖壓自動化領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)得到廣泛的認(rèn)可，它對提升生產(chǎn)節(jié)拍有著重要的意義。

傳統(tǒng)的沖壓自動化生產(chǎn)過程中，壓機(jī)始終采用“單次"運行模式，下料手需等到壓機(jī)完成整個沖壓循環(huán)滑塊回到上死點停止后才開始動作，上料手（上料機(jī)械手/機(jī)器人）需等下料手退出壓機(jī)工作區(qū)域后開始啟動，而壓機(jī)滑塊又需等下料手完全退出壓機(jī)工作區(qū)域后再開始下行，每個循環(huán)周期較長，從而直接影響整線生產(chǎn)節(jié)拍。

同步技術(shù)是指生產(chǎn)過程中，壓機(jī)采用“連續(xù)"運行模式，通過精確的計算，讓上下料手和壓機(jī)滑塊

同步"啟動，下料手在滑塊回程上行到一定角度（回到上死點前）后便開始取件，上料手在滑塊下行到一定角度前完成送件，在保證整個過程不出現(xiàn)干涉的情況下完成取送件動作。

同時為了保證下料手在完成取件后有足夠的時間將工件送人下道工序，相鄰兩臺壓機(jī)滑塊運動過程中始終保持合理的相位差，從而讓上下料手可以工作的周期相對加長。

尤其對于大批量大型覆蓋件沖壓生產(chǎn)而言，咼速沖壓自動線加同步技術(shù)比包括單滑塊多工位在內(nèi)的其他方式有更為明顯的優(yōu)勢。

4·2壓機(jī)重點參數(shù)一滑塊行程

生產(chǎn)線規(guī)劃時，要考慮的壓機(jī)參數(shù)很多，其中滑塊行程直接影響自動化實現(xiàn)的可行性及難易程度，在規(guī)劃時需重點關(guān)注。

滑塊行程的選擇，與需要生產(chǎn)的沖壓件的拉延深度、端拾器的高度等直接有關(guān)。

規(guī)劃時所確定的滑塊行程，必須保證上下料手抓取工件水平運動過程中端拾器與上模最低點及下模最高點保持足夠的安全空間。

由于大型覆蓋件的拉延深度大多超過200mm，所以，大型高速沖壓自動線的壓機(jī)滑塊行程一般在

1000mm以上

43模具及端拾器的結(jié)構(gòu)形狀

為了獲得理更為想的干涉曲線，除了滑塊行程、速度一加速度曲線等壓機(jī)固有參數(shù)或固有特性需要重點考慮外，模具及端拾器的結(jié)構(gòu)形狀，也應(yīng)納人考慮范疇合理的模具及端拾器結(jié)構(gòu)，能夠有效彌補(bǔ)自動化方面存在的不足

從而提高沖壓自動化生產(chǎn)的可行性此外，模具設(shè)計時還應(yīng)考慮以下內(nèi)容：同一生產(chǎn)線模具閉合高度相差不宜過大（最好一致）；

下模盡可能裝有制件到位傳感器；

模具安裝槽的位置盡量統(tǒng)一（可以減少自動夾緊器的數(shù)量，降低成本）；

廢料能夠順利排出工作臺外（部分排料困難位置加沖頂裝置）；

成型類模具配備制件頂松裝置（如彈頂銷或頂出氣缸）和避免出現(xiàn)較大的斜楔機(jī)構(gòu)，盡量多采用旋轉(zhuǎn)斜楔。

4．4對鋼板料垛的要求

與手動線相比，自動化沖壓生產(chǎn)，對鋼板毛坯料垛的規(guī)整程度有更為嚴(yán)格的要求c如果料垛不夠整齊，會造成磁力分張效果差（易產(chǎn)生雙料現(xiàn)象），拆垛手抓取板料位置不夠準(zhǔn)確等問題。

因此，自動線投人之前，為保證生產(chǎn)效率達(dá)到目標(biāo)值，必須明確對鋼板料垛的要求。

4．5對沖壓件工藝排布的要求

（1） 同一件模具的送料中心與生產(chǎn)線中心對應(yīng)關(guān)系盡量一致，

（2） 盡量減少制件傳輸過程中的旋轉(zhuǎn)，尤其高速沖壓線及多工位，應(yīng)避免制件繞/軸旋轉(zhuǎn)，

（3） 同一件生產(chǎn)過程中送料面高度盡可能一致

（能夠有效較少節(jié)拍損失）。

4．6對生產(chǎn)管理的要求

（1） 及時做好模具線下保養(yǎng)，減少在線維護(hù)時

（2） 相鄰生產(chǎn)批次的模具閉合高度相差不大（可以減少裝模高度調(diào)整時間）；

（3） 毛坯及模具在生產(chǎn)批次切換前準(zhǔn)備就緒，

（4） 成品件及時轉(zhuǎn)移；巧）保持良好的環(huán)境清潔度；

（6）設(shè)備操作和維護(hù)保養(yǎng)的規(guī)范化

5結(jié)束語

在沖壓車間生產(chǎn)過程中，由于自身在發(fā)展過程中產(chǎn)生的一系列問題，不利于沖壓車間的長期發(fā)展。

本文通過通過對沖壓車間工藝設(shè)計的原則、設(shè)備的選擇，提出了相應(yīng)的方法策略。沖壓車間的規(guī)劃設(shè)計應(yīng)遵循“精益、緊湊、實用”" 的原則，追求“高質(zhì)量、高效率、低投人

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