沖壓生產線半自動化模式升級改造

文/丁躍正，盧克斌·東風悅達起亞汽車有限公司生產技術部

沖壓生產線半自動化模式升級改造

文/丁躍正，盧克斌·東風悅達起亞汽車有限公司生產技術部

更高的質量、更大的產能以及更低的成本需求是所有汽車生產企業生存發展的動力，因而傳統的手工生產方式已經退出歷史舞臺，自動化生產有了充分的施展空間。沖壓自動化生產，是提高勞動生產率和改善勞動條件的有效措施和主要方法。隨著全球經濟的飛速發展，給汽車制造業帶來了更大的發展空間。隨著我國汽車需求越來越大，質量的不斷提高、生產規模的不斷擴大使汽車自動化生產勢在必行。在這樣的前提下，東風悅達起亞一工廠沖壓車間原有的半自動化生產模式已經逐步升級為全自動化的生產模式。

設備組成

沖壓自動化生產線一般包括壓力機和自動化系統。本文主要談自動化系統，沖壓自動化系統通常包含拆垛料系統、自動傳輸系統和檢查裝件系統。

垛料系統

一套完整的沖壓自動化拆垛料系統主要由2臺軌道移動式上料小車（每個上料小車上配備的4～8個活動可調磁力分張器通常為永磁鐵，用于板料的分離）、拆垛手（機械手或機器人）、傳送裝置（多為磁性皮帶機）、板料清洗機、中心定位控制系統等組成。當上料小車裝載料垛（包括托盤）由換垛位置回到拆垛位置后，板料由拆垛手將料垛拾取，通過傳送裝置穿過清洗機、涂油機送達對中臺。板料經過中心定位后，便開始后序沖壓生產。

自動傳輸系統

自動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。隨著沖壓自動化技術的不斷進步，機械手自動傳輸機構的形式也日新月異。同時，自動傳輸機構形式的差異，也是目前不同形式沖壓自動化生產線的主要區別所在。機器人傳輸方式由于自身特點，在老線改造及速度較低、投入較少的生產線中仍有一定的應用空間。

檢查裝件系統

檢查裝件系統由出料輸送帶、照明、工件檢驗臺、人工或自動裝箱機構及控制系統等構成，其主要任務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。

主要形式

沖壓自動化生產線主要有以下三種形式：

⑴“普通壓力機＋機器人”傳輸形式。機器人傳輸形式柔性高，使用便捷且成本較低，但穩定性較差，速度相對較慢，不適合大批量高速生產。

⑵“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，目前有一定的發展空間。

圖1 改造前半自動化生產

圖2 半自動化生產流程

⑶“高速壓力機＋橫桿式”傳輸形式（高速線）。橫桿式傳輸形式具有高速、高穩定性等特點，已經在大型覆蓋件生產中得到廣泛應用。

改造前生產線布局

東風悅達起亞一工廠沖壓車間生產線A線，目前由1臺2000t雙動壓力機、2臺800t壓力機、1臺630t壓力機組成，如圖1所示。采用“普通壓力機＋單臂機械手”傳輸形式，工序件傳輸用皮帶輸送機完成。機械手式半自動化生產流程如圖2所示。

半自動化生產具有以下不足之處：⑴雙動生產時，工件需人工翻轉；⑵工序間采用皮帶輸送機輸送，工序件易污染、碰撞造成不良缺陷；⑶人工上件對操作工要求高，安全、質量得不到保證；⑷機械手取件速度快，但易抖動造成脫件；⑸機械手吸盤支架人工交換。

這種半人半自動化的生產方式，在建設初期投入相對較小，但隨著市場需求的擴大，其固有效率低下，產品質量穩定性差等缺點越來越影響企業的發展。

改造后生產線布局

改造后采取工序間機器人/機械手混合生產方式?？紤]到一工廠沖壓車間重建多工位壓力機生產線廠房、成本等因素影響，決定在原有生產線基礎上進行改造，將機械手換成工序間機器人，實現生產線全自動化作業，如圖3所示。

①號位是上料機械手換成ABB上料機器人。1#機和2#機之間空間大，機械手取件方式無法實現翻轉，采用2臺機器人實現工序件傳送。單動生產時，②號機器人取件放置工序間過渡平臺，再由③號機器人送入2#壓力機生產；雙動生產時，②號機器人直接翻轉后，再由③號機器人從②號機器人接過來送入2#壓力機，中間不需要工序間定位裝置。④⑤號位采用機器人實現取件上件。④號機繼續用機械手方式取件由皮帶輸送機傳至檢查裝件平臺。

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圖3 機器人/機械手混合生產

沖壓自動化生產線改造后具有以下優點與不足：⑴改造后作業人員減少，原部品上件人員及側圍翻轉人員共計16名（雙班）；⑵原機械手吸盤支架是人工插入/取出，現采用機器人自動交換；⑶吸盤支架改善（圖4），重量輕、保管面積??；⑷廢料蓋板原手動開閉，改造成自動開閉；⑸生產線實現自動化后模具也需相應改造，從而使得調試周期長。

圖4 吸盤支架改善對比

結束語

沖壓自動化的形式多樣而復雜，本文主要介紹了在原有設備基礎上進行的機器人、機械手混合的全自動改造，重點說明沖壓自動化生產線的方式、改造的類型、需考慮的因素等。

目前東風悅達起亞公司一工廠沖壓車間，經過自動化改造后，自動化率從原來的42%上升到67%，生產效率由原來的275次/h上升到310次/h，已經能夠彌補產能的不足。隨著汽車市場激烈的競爭，車型更新換代節奏快的需要，自動化生產必將大放光彩。