汽車(chē)沖壓自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)如何規劃

非標自動(dòng)化廠(chǎng)家淺談汽車(chē)沖壓自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)如何規劃

—、實(shí)現沖壓自動(dòng)化的意義

傳統的人工生產(chǎn)線(xiàn)雖然投資初期較小，但隨著(zhù)市場(chǎng)需求的擴大，其固有的低效率、產(chǎn)品質(zhì)量穩定性差等缺點(diǎn)日益影響企業(yè)的發(fā)展。自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)恰好可以讓這些問(wèn)題得到解決。在大規模生產(chǎn)條件下，生產(chǎn)效率更高、產(chǎn)品質(zhì)量穩定、單件生產(chǎn)成本更低是自動(dòng)化中壓生產(chǎn)線(xiàn)的優(yōu)勢，特別是對于大規模車(chē)身覆蓋件生產(chǎn)，這些優(yōu)勢更加突出。因此，今天的主機廠(chǎng)將直接考慮在大型沖壓生產(chǎn)線(xiàn)的早期規劃中采用自動(dòng)化。

二、沖壓自動(dòng)線(xiàn)的組成

就設備組成而言，自動(dòng)沖壓生產(chǎn)錢(qián)通常包括一臺壓機和一個(gè)自動(dòng)系統。這里，主要討論自動(dòng)部分。沖壓自動(dòng)化系統通常包含拆垛系統、自動(dòng)傳輸系統和線(xiàn)尾出料系統。

1.拆垛系統

一套完整的沖壓自動(dòng)卸垛系統主要由2臺軌道移動(dòng)式裝載小車(chē)(每臺裝載小車(chē)配有4-8個(gè)可移動(dòng)的可調磁力分配器，通常為永磁體，用于紙張分離)、卸垛手(機械手或機器人)、輸送裝置(主要是磁性帶式輸送機)、紙張清理機(選件)、紙張涂油機(選件)、紙張對中臺和控制系統等組成。如圖2所示。

在裝載小車(chē)將堆(可能包括托盤(pán))從堆更換位置裝載回堆移除位置之后，片材由堆移除手從堆中拾取，并通過(guò)傳送裝置通過(guò)清潔機和涂油機傳送到定心臺。板料經(jīng)過(guò)對中定位后，便可開(kāi)始后序沖壓生產(chǎn)。

⒉自動(dòng)傳輸系統

自動(dòng)傳輸系統用于各工序間毛坯或工件搬運傳輸。傳輸機構主要有機械手和機器人兩種。

隨著(zhù)沖壓自動(dòng)化技術(shù)的不斷進(jìn)步，機械手自動(dòng)傳輸機構的形式也日新月異。不同形式的自動(dòng)變速機構也是不同形式的自動(dòng)沖壓線(xiàn)的主要區別。上世紀末廣泛應用的平行四邊型機械手結構目前已經(jīng)逐步淘汰，取而代之的是高速、穩定的單臂或雙臂橫桿式傳送機構。瑞士Gudel的Robobeam、德國前MW的Speedbar以及日本Komatsu的H*TL系統中的傳輸機構均是現今高速沖壓自動(dòng)線(xiàn)傳輸機構的典型代表，如圖3所示。

同時(shí)，機器人的運輸方式具有獨特的特點(diǎn)，在舊線(xiàn)改造速度低、投入少的生產(chǎn)線(xiàn)上還有一定的應用空間。3.線(xiàn)尾出料系統

線(xiàn)尾出料系統由出料輸送帶、照明、工件檢驗臺、人工或自動(dòng)裝箱機構及控制系統等構成。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(dòng)裝箱)，并為沖壓件檢測提供條件。

三、沖壓自動(dòng)線(xiàn)的主要形式

目前沖壓自動(dòng)線(xiàn)的形式主要有以下幾種:1.“普通壓力機+機器人傳輸”形式

機器人的傳動(dòng)形式靈活，使用方便，成本低，但穩定性差，速度相對慢，不適合大規模高速生產(chǎn)。2.“普通壓力機+單臂機械手”傳輸形式

單臂機械手傳輸形式由于成本相對較低、具有一定的靈活性，目前仍有一定的發(fā)展空間。3.“高速壓力機+橫桿式”傳輸形式(高速線(xiàn))

橫桿式傳輸形式具有高速、高穩定性等特點(diǎn)，已經(jīng)在大型覆蓋件生產(chǎn)中得到廣泛應用。4.“多工位壓力機+步進(jìn)式”傳輸形式

該生產(chǎn)線(xiàn)已有多年歷史，傳動(dòng)方式從Z初的機械傳動(dòng)發(fā)展到今天的電控傳動(dòng)，整體結構也從單滑塊發(fā)展到單滑塊和多滑塊并存。由于速度快、穩定性高，一直以來(lái)為各主機廠(chǎng)廣泛使用。尤其多滑塊多工位，其特性基本與高速線(xiàn)接近。

四、沖壓生產(chǎn)線(xiàn)規劃選型原則

你選擇的生產(chǎn)線(xiàn)取決于你需要生產(chǎn)哪些沖壓件。占車(chē)身10%的超大沖壓件，一般采用總噸位超過(guò)6000噸的沖壓線(xiàn)。大約25%的大中型沖壓件是用4000噸左右的沖壓生產(chǎn)線(xiàn)制造的。約25%的中型沖壓件采用2500噸左右的沖壓生產(chǎn)線(xiàn)。其余40%左右的中小件基本采用1000噸以下的生產(chǎn)線(xiàn)。

至于沖壓線(xiàn)采用什么形式，則取決于需要生產(chǎn)的沖壓件的種類(lèi)及產(chǎn)量。小批量的小品種，通常采用普通人工線(xiàn)路，多品種大批量，適用于高速沖壓自動(dòng)線(xiàn)路。圖4所示為沖壓線(xiàn)選型參考原則。

五、沖壓自動(dòng)線(xiàn)產(chǎn)能核算

產(chǎn)能核算是自動(dòng)沖壓生產(chǎn)線(xiàn)規劃中Z關(guān)鍵的環(huán)節之一。產(chǎn)能核算的結果直接決定生產(chǎn)線(xiàn)的投入量，也直接影響投資。

根據生產(chǎn)線(xiàn)選擇的結果，結合生產(chǎn)組織水平，參考前期和同行經(jīng)驗，可以得到常見(jiàn)的生產(chǎn)周期(spm)、綜合故障率（設備和設備故障引起的停產(chǎn)時(shí)間比和生產(chǎn)組織問(wèn)題)和單一變更時(shí)間。另外，根據工廠(chǎng)生產(chǎn)管理實(shí)際情況，可以知道標準批量（每批次生產(chǎn)件數)、每日工作時(shí)間、日用餐停線(xiàn)時(shí)間和年工作天數。

只要你知道年產(chǎn)量，結合給定的生產(chǎn)計劃和沖壓件的類(lèi)型，你可以輕松計算所需的生產(chǎn)線(xiàn)數量。

六、沖壓自動(dòng)線(xiàn)規劃需考慮的主要因素

沖壓自動(dòng)線(xiàn)規劃是一個(gè)相對復雜的過(guò)程。除了上面提到的能力核算，還有許多因素需要考慮。

1.是否采用同步技術(shù)

同步技術(shù)在沖壓自動(dòng)化領(lǐng)域的應用已經(jīng)得到廣泛認可。提高生產(chǎn)節奏具有重要意義。

傳統的沖壓自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中，壓機始終采用“單次”運行模式，下料手（下料機械手/機器人）需等到壓機完成整個(gè)沖壓循環(huán)滑塊回到上死點(diǎn)停止后才開(kāi)始動(dòng)作，上料手（上料機械手/機器人）需等下料手退出壓機工作區域后開(kāi)始啟動(dòng)，而壓機滑塊又需等下料手完全退出壓機工作區域后再開(kāi)始下行，每個(gè)循環(huán)周期較長(cháng)，從而直接影響整線(xiàn)生產(chǎn)節拍。

同步技術(shù)是指印刷機在生產(chǎn)過(guò)程中采用的“連續”運行方式。通過(guò)計算，裝卸手和壓機滑塊“同步”啟動(dòng)?；瑝K上升到一定角度后(返回上止點(diǎn)前)，卸料手開(kāi)始撿料，滑塊下降到一定角度前，裝料手完成送料，完成撿料和送料動(dòng)作，整個(gè)過(guò)程沒(méi)有干涉。同時(shí)為了保證下料手在完成取件后有足夠的時(shí)間將工件送入下道工序，相鄰兩臺壓機滑塊運動(dòng)過(guò)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(cháng)。

特別是對于大型板材沖壓生產(chǎn)，高速沖壓自動(dòng)線(xiàn)和同步技術(shù)比單滑塊多工位等方法具有更明顯的優(yōu)勢。

⒉壓機重點(diǎn)參數—滑塊行程

生產(chǎn)線(xiàn)規劃時(shí)，要考慮的壓機參數很多，其中滑塊行程直接影響自動(dòng)化實(shí)現的可行性及難易程度，在規劃時(shí)需重點(diǎn)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)。規劃時(shí)所確定的滑塊行程，必須保證上下料手抓取工件水平運動(dòng)過(guò)程中端拾器與上模zui低點(diǎn)及下模zui高點(diǎn)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(guò)200mm，所以，大型高速沖壓自動(dòng)線(xiàn)的壓機滑塊行程一般在1000mm以上。

3.模具及端拾器的結構形狀

為了獲得更合理的干涉曲線(xiàn)，除了壓力機的固有參數或特性，如滑塊行程和速度-加速度曲線(xiàn)，還應考慮模具和端部拾取器的結構形狀。合理的模具及端拾器結構，能夠有效彌補自動(dòng)化方面存在的不足，從而提高沖壓自動(dòng)化生產(chǎn)的可行性。

此外，在設計模具時(shí)還應考慮以下內容:同一條生產(chǎn)線(xiàn)的合模高度差異不應太大;下模盡可能配備傳感器，用于在適當位置制造零件。模具安裝槽的位置盡可能統一(可以減少自動(dòng)夾具的數量，降低成本);廢料可以平穩地排出工作臺(一些難以排出的位置增加了沖壓裝置);成型模具配有零件頂起裝置(如頂出銷(xiāo)或頂出缸)，避免使用大型楔形機構，并盡可能使用旋轉楔形機構。

4.對鋼板料垛的要求

與手動(dòng)線(xiàn)相比，自動(dòng)化沖壓生產(chǎn)，對鋼板毛坯料垛的規整程度有更為嚴格的要求。如果堆垛不夠整齊，會(huì )造成磁選效果不佳(容易出現雙料現象)，并且抓料板的拆垛手的位置不夠準確。因此，自動(dòng)線(xiàn)投入之前，為保證生產(chǎn)效率達到目標值，必須明確對鋼板料垛的要求。

6.對生產(chǎn)管理的要求

(1）及時(shí)做好模具線(xiàn)下保養，減少在線(xiàn)維護時(shí)間;

(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整時(shí)間);(3）毛坯及模具在生產(chǎn)批次切換前淮備就緒;

(4）成品件及時(shí)轉移;

(5）保持良好的環(huán)境清潔度;(6)設備操作和維護保養的規范化。