全自動沖壓生產線在金屬零件沖壓加工中的應用

王 凱

（廣東鍛壓機床廠有限公司，廣東佛山 528300）

0 引言

沖壓成形是工業制造生產中普遍的生產方式，沖壓設備被廣泛應用于汽車、家電、通訊、IT等行業金屬零件制造。目前，大多數沖壓生產都采用傳統的手工送料，存在著生產效率低、不安全因素多、勞動強度大、操作工人過多等問題。隨著人力勞動成本的增加，人力資源的緊缺，產品質量的要求不斷提高，自動沖壓生產線將取代傳統的單機人工送料沖壓生產，成為未來金屬零件沖壓加工的發展趨勢[1-3]。近年來，由于計算機控制技術、檢測技術、電力電子技術及信息技術的發展進步，工業機器人技術的日趨成熟，越來越多的全自動沖壓生產線已在金屬零件沖壓加工中得到應用，成為沖壓生產中提高生產效率、產品質量、經濟效益的關鍵裝備。

1 全自動沖壓生產線的組成

全自動沖壓生產線是集機、電、液及信息技術于一體的大型全自動沖壓生產線，由單臺（多臺）大臺面精密壓力機連線組成，通過高速伺服電機驅動的機械手實現垛料、送料和工序間的自動轉序，并由現場總線控制機械手和大型精密壓力機之間的動作同步協調、故障監控、診斷，實現沖壓過程的全自動化。

以2臺主機連線金屬零件沖壓加工為例，機器人全自動沖壓生產線主要由雙積料自動交換及送料裝置、大型精密壓力機、三維機械手送料裝置、伺服驅動搬送裝置等組成。

圖1 全自動沖壓生產線

2 在沖壓生產中的原理及應用

2.1 雙積料自動交換及送料裝置

雙積料自動交換及送料裝置是將工件（片料）分離，運送到指定的位置，以便三維送料系統將工件（片料）移送至模具上。其由雙積料自動交換裝置和送料裝置兩大部分組成，可以實現X、Y、Z三個方向的動作。當其中一堆片料用完后，通過氣缸或液壓缸自動換料，不需人工操作。

2.2 精密機械壓力機

主機（大型精密壓力機）根據加工零件生產工藝，設定好行程和速度，由現場總線控制協調與三維機械手送料裝置之間的動作同步，進行金屬零件的沖裁、拉伸、折彎等工序。

2.3 三維機械手送料裝置

三維機械手送料裝置主要包括送料裝置、夾料裝置、提升裝置三部分，可以同時實現X、Y、Z三個方向的動作，主要功能是通過夾持---搬運----放置的運送軌跡把工件（片料）送到指定位置，根據被加工零件生產工藝的不同，主機、機械手及支撐座的數量可相應變化，送料的速度、工位也可以根據加工零件的不同而調整，整個生產線柔性可調。

2.4 伺服驅動搬送裝置

如加工零件的工序較多，一臺主機（大型精密壓力機）安裝的模具工序不能完成沖壓時，將由伺服驅動搬送裝置搬送到指定位置，再由三維機械手送料裝置將未完成沖壓的零件搬送到主機進行沖壓。直到零件的沖壓工序全部完成。因此，一條沖壓生產線單機或者多機連線，主要取決于沖壓零件的沖壓工序。

整條生產線柔性可調，能實現沖壓工藝的重組，擴大裝備的應用范圍、延長生命周期。

3 全自動沖壓生產線的優勢

圖2 傳統的單機手工送料生產現場

圖3 全自動沖壓生產線生產現場

圖2為傳統的單機手工送料生產現場，圖3為全自動沖壓生產線生產現場，相比傳統的單機人工送料生產全自動沖壓生產線有著諸多優勢：生產效率高，最高生產節拍達到25次/每分鐘、產品質量好、降低生產成本。大幅度減少操作工人數量和占地面積，減少生產設備的使用，達到降低生產成本的效果、減少操作工人。如完成一個零件沖壓需要8個工序，傳統的單機沖壓需要8個操作工人，全自動沖壓生產線只需要1～2個操作工人。很好的解決了目前招工難、用工成本高等問題。

隨著新世紀經濟、社會、國防發展的需要，對鍛壓裝備提出了更高的要求。自動化沖壓生產線是一種必然的選擇。自動化沖壓生產線的使用將有助于提高行業的自動化水平，大幅度減少操作工人數量和占地面積、提高產品質量，對于勞動密集型的制造業的產業升級改造具有明顯的示范作用[2]。

［1］孫培明，陳樹欽.沖壓機床碟形彈簧振動緩沖器的研究開發［J］.機電工程技術，2012（8）：107-109，231.

［2］桂方亮，桂方才，趙濤，等.金屬板材沖壓裝備自動化技術現狀與發展趨勢［J］.合肥工業大學學報：自然科學版，2009（11）：229-235.

［3］袁華，孫友松，肖小亭.塑性成形技術與汽車工業發展［J］.鍛壓裝備與制造技術，2005（3）：21-24.