冷沖壓手動(dòng)線向自動(dòng)線過(guò)渡的幾種選擇

文/王萬(wàn)祥·蘇州金鴻順汽車(chē)部件有限公司

冷沖壓手動(dòng)線向自動(dòng)線過(guò)渡的幾種選擇

文/王萬(wàn)祥·蘇州金鴻順汽車(chē)部件有限公司

當(dāng)手動(dòng)沖壓線在數(shù)量、質(zhì)量、產(chǎn)能等方面滿(mǎn)足不了市場(chǎng)需求的時(shí)候，選擇自動(dòng)沖壓線組織生產(chǎn)就成為了必然。從手動(dòng)線向自動(dòng)線進(jìn)行過(guò)渡時(shí)，方式就有了許多不同的選擇。在這個(gè)選擇過(guò)程中，選擇合理可以增加社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益，選擇不當(dāng)會(huì)勞民傷財(cái)。本文結(jié)合我國(guó)部分沖壓行業(yè)技術(shù)提升面臨的抉擇，總結(jié)一些企業(yè)的成功選擇，與讀者分享。

選擇何種自動(dòng)化生產(chǎn)方式，首先要對(duì)自身的狀況有明確的分析與定位，如企業(yè)目前的項(xiàng)目發(fā)展趨勢(shì)，構(gòu)成生產(chǎn)主要條件的設(shè)備、模具、檢具、生產(chǎn)場(chǎng)地、水電氣動(dòng)力條件處在何種階段，職工隊(duì)伍自動(dòng)化接受的能力達(dá)到什么程度？對(duì)各種生產(chǎn)因素要有全面透徹的了解；其次，要對(duì)原手工線改造還是重建新線做出評(píng)估，以上最終因素還要根據(jù)公司的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展目標(biāo)和經(jīng)濟(jì)實(shí)力來(lái)決定。對(duì)于數(shù)量大、覆蓋面廣、資金來(lái)源不足的中小企業(yè)來(lái)講，先在原手工線上改造、后建新線，逐步實(shí)現(xiàn)全面自動(dòng)化才是最切合實(shí)際的選擇。

按相同工序分類(lèi)

一般而言，手工落料生產(chǎn)線的產(chǎn)品品種多、形狀各異、厚度差異大、大小懸殊，材質(zhì)也高低不等，但有一個(gè)共同點(diǎn)就是都有一個(gè)獨(dú)立的片狀BL模具。如果把BL落料工序分離出來(lái)按跳步模重新排料，或者按同類(lèi)形狀二次排料（提高材料利用率和生產(chǎn)效率），設(shè)計(jì)新的自動(dòng)化落料模具就是一個(gè)很好的選擇，不僅材料利用率得到大幅提高，而且生產(chǎn)效率也有成倍的增加。如表1所示為手動(dòng)落料和自動(dòng)落料的比較。

按零件形狀分類(lèi)

在眾多的手工成形件中按形狀可以分為3種，第一種是長(zhǎng)寬高比較偏長(zhǎng)的零件，長(zhǎng)度尺寸不小于500mm的零件，這類(lèi)零件的模具大多數(shù)在中沖和大沖以上的壓機(jī)上完成。此類(lèi)零件模具的特點(diǎn)是上下模座均是鑄造結(jié)構(gòu)（或鋼板鑄造混合結(jié)構(gòu)），左右件同模異腔，少則一個(gè)工序、多則3個(gè)工序的情況居多。這類(lèi)模具在手動(dòng)沖壓中的零件輸送多半靠半自動(dòng)輸送帶，只有少量的零件靠手動(dòng)傳遞。此類(lèi)零件實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，采取在機(jī)床上（或機(jī)床間）安裝機(jī)械手的方式。

第二種是旋轉(zhuǎn)體的圓形零件，這類(lèi)零件主要以垂直多次拉深和少量沖孔及切邊為特點(diǎn)，手工沖壓時(shí)多半在小沖線上生產(chǎn)，每個(gè)工序1人的話需要10人左右來(lái)完成，零件的傳遞靠滑槽移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的方式選擇多工位比較合適。多工位自動(dòng)化模具也有2種狀態(tài)，一種是把單序模具通過(guò)加裝上下模板組合在一起，在自動(dòng)壓機(jī)上進(jìn)行沖壓，另一種是在原模具數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)新的沖壓模具，安裝在自動(dòng)機(jī)械壓力機(jī)上實(shí)現(xiàn)多工位沖壓。

■ 表1 手動(dòng)落料與自動(dòng)落料比較

■ 表2 手動(dòng)沖壓與多工位自動(dòng)沖壓比較表

第三種是有一定平面的小型平板零件，單件重量在3kg左右，可選用機(jī)械手帶吸盤(pán)傳遞輸送零件的機(jī)械手自動(dòng)化線，節(jié)拍在5～7s/件。如表2所示，為手動(dòng)生產(chǎn)線改多工位生產(chǎn)線沖壓后的數(shù)據(jù)比較。

自動(dòng)化線分類(lèi)

目前，自動(dòng)化沖壓線在行業(yè)中應(yīng)用較多的有3種形式，分別是落料自動(dòng)化、多工位自動(dòng)化、機(jī)器人自動(dòng)化。

⑴落料自動(dòng)化應(yīng)用在具備卷料來(lái)源、開(kāi)卷機(jī)設(shè)備、自動(dòng)送料功能的生產(chǎn)線中，通過(guò)自動(dòng)送料機(jī)的支持和模具的沖裁來(lái)完成。一次上料可完成10～20t的鋼卷連續(xù)落料，可達(dá)到手動(dòng)沖壓1.7倍左右的效率，見(jiàn)表1。

⑵多工位自動(dòng)化沖壓的應(yīng)用是從落料完成的落料件開(kāi)始，將后續(xù)的各序模具設(shè)計(jì)在一個(gè)公用模架內(nèi)，多工位的線頭上面配置拆垛機(jī)＋骨架吸盤(pán)＋雙梁夾持送料機(jī)＋自動(dòng)傳送帶等輸送自控線路（包含沖次顯示屏記錄儀），見(jiàn)表2。

⑶機(jī)器人自動(dòng)化沖壓一般適用老沖壓線的改造，是因?yàn)槔暇€壓機(jī)間距比較大，壓機(jī)滑塊行程小，裝模高度調(diào)節(jié)范圍比較大，這種手工線改為機(jī)器人自動(dòng)化線，整線結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，相對(duì)于設(shè)備和模具等工藝方面參數(shù)要求低，具備柔性好、投資少、適合各品種混線生產(chǎn)的特點(diǎn)，機(jī)器人可以方便準(zhǔn)確地在工位之間搬運(yùn)物料并補(bǔ)償上料壓機(jī)和卸料壓機(jī)的模具定位精度。

自動(dòng)化改造應(yīng)用案例

某公司為解決產(chǎn)量大、人員流動(dòng)大、體力消耗大的“三大”問(wèn)題，采取的對(duì)策是：對(duì)月產(chǎn)量在11萬(wàn)臺(tái)以上的超10萬(wàn)項(xiàng)目，于2010年導(dǎo)入臺(tái)灣笠億三次元機(jī)械手NC3D-1000-200-150型2臺(tái)，配合金豐600t/400t雙軸式機(jī)械沖床，目的主要是解決單一產(chǎn)品工程模多，且人力、設(shè)備投入的重負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)單機(jī)多工程一體化作業(yè)模式，從而有效的節(jié)省人工、設(shè)備、工時(shí)的浪費(fèi)。設(shè)備能力目前可滿(mǎn)足單工程8～12序整合生產(chǎn)，移送最大行程可達(dá)400～1000mm，開(kāi)閉行程可達(dá)0～200mm，單邊舉升行程可達(dá)0～150mm，可滿(mǎn)足范圍在450～200mm工件尺寸的生產(chǎn)。此外，在2012年安裝了六軸式機(jī)械手，配合3臺(tái)機(jī)械式?jīng)_床（250t、200t、200t），作業(yè)半徑可達(dá)2008mm，最大可滿(mǎn)足工件630mm×180mm尺寸，可最大滿(mǎn)足1.8kg重工件的生產(chǎn)，搬運(yùn)重量達(dá)6kg，目前生產(chǎn)效率達(dá)12次/min以上，設(shè)備連動(dòng)性高，重復(fù)精度達(dá)±0.1mm，料架部分可實(shí)現(xiàn)無(wú)間隙式自動(dòng)配料模式，生產(chǎn)線目前已投入生產(chǎn)各類(lèi)零件13種，產(chǎn)能達(dá)30萬(wàn)沖次，目標(biāo)投入90萬(wàn)沖次值。自動(dòng)落料線2012年12月已達(dá)180萬(wàn)沖次，與2011年同期相比，落料零件增加100萬(wàn)沖次。目前生產(chǎn)線生產(chǎn)節(jié)拍可達(dá)18件/min，基本緩解了交貨緊迫、用工緊張、事故率不減的棘手問(wèn)題。

某公司為解決設(shè)備緊、時(shí)間緊、流動(dòng)資金緊的“三緊”問(wèn)題，采取的對(duì)策是：早期量產(chǎn)的2100個(gè)項(xiàng)目，全是手動(dòng)生產(chǎn)線，單工程模具有6000多套，在日常開(kāi)線生產(chǎn)中常有品種多、產(chǎn)量少、機(jī)臺(tái)少、時(shí)間緊的問(wèn)題，延期交貨的情況時(shí)有發(fā)生，在生產(chǎn)計(jì)劃安排中機(jī)臺(tái)矛盾尤為突出。對(duì)類(lèi)似問(wèn)題除了增加班次外重點(diǎn)對(duì)手動(dòng)模具進(jìn)行了分期分批的改造創(chuàng)新。通過(guò)在模具上增加氣動(dòng)和磁動(dòng)管線的改造，即不動(dòng)模具本體形成自動(dòng)送料或自動(dòng)卸料的半自動(dòng)化沖壓方式。

結(jié)束語(yǔ)

據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，全國(guó)沖壓行業(yè)中除了少數(shù)幾個(gè)合資企業(yè)和后建的大型沖壓廠外，絕大多數(shù)中小沖壓企業(yè)目前還停留在單工程手動(dòng)沖壓階段，改造自動(dòng)化生產(chǎn)線資金有壓力，不改造市場(chǎng)有壓力，在觀望、哀嘆、猶豫中錯(cuò)失許多發(fā)展良機(jī)，希望通過(guò)本文的討論能給處在迷茫狀態(tài)的企業(yè)帶來(lái)方向和動(dòng)力。