全自動沖壓生產線在金屬零件沖壓加工中的應用

溫秀蘭，李媛媛，張維強

（內蒙古北方重工集團北方安全防護裝備制造有限公司，內蒙 包頭 014000）

全自動沖壓生產線在金屬零件沖壓加工中的應用

溫秀蘭，李媛媛，張維強

（內蒙古北方重工集團北方安全防護裝備制造有限公司，內蒙 包頭 014000）

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。由壓力機主機、機械手等連線組成，具有高智能化、高精度、高可靠性、高效率、節能、節材等一系列優點，能夠提高生產效率和產品質量，減少操作工人數量和占地面積，降低生產成本。文章闡述全自動沖壓生產線的組成、原理及應用，并對其發展前景進行了展望。

沖壓；加工；生產線；金屬零件

全自動沖壓技術是降低金屬零件沖壓加工成本的必要技術手段。全自動沖壓生產線，是三維一體的大型生產線，其在使用的過程中可以有效的提高金屬零件加工的質量，使零件在加工的過程中實現全城自動化。提高了零件加工的工作效率高，減少了對原材料的需求，降低了工人的工作強度，使得廠家的生產金屬零件所產生的利潤得到了大幅度的提高。因此，文章對全自動沖壓生產線在金屬零件沖壓加工中的應用進行探討。

1 全自動沖壓的相關論述

沖壓的形成始于工業制造生產中最普遍的生產方式并被廣泛地用于家電、通訊、汽修、IT等行業的金屬零件制造工業。目前大多數的金屬零件生產廠家仍舊使用傳統的金屬零件加工方法，即使用人工手動送料。這種方法在金屬零件加工的過程中，不僅難以獲得較高的生產效率，并存在一定的安全隱患，需要大量的工人共同協作才能將工作完成，因此這種方法需要的工人的工強度十分巨大。隨著教育體制的不斷改革，勞動力的文化水平也得到了顯著的提高，勞動力的成本不斷增加，工作能力強的專業人才更是屈指可數，大量的人力資源浪費會增加廠家的成本消耗，使其獲得的經濟效益下降。

全自動沖壓生產線的出現，完美的解決了傳統的人工單機送料沖壓生產中存在的問題。不僅減少了工人使用的數量，而且降低了廠家的生產成本，是金屬另加沖壓加工未來發展的必然趨勢。近年來，由于信息技術、電子技術的不斷發展與進步，工業機器人的技術已經越來越成熟，許多發達國家在生產的過程中已經實現了全自動沖壓生產線在金屬零件沖壓加工中的有效運用。事實證明，全自動沖壓生產線對于金屬另加的沖壓加工具有重要的意義與作用。

2 全自動沖壓生產線介紹

全自動沖壓生產線就是將各類技術集中與一體的大型自動沖壓生產線，生產線上有多臺精密壓力機同時進行工作。原材料的加工與運輸可以通過電機驅動的機械手來得以實現，而現場總線控制機械手和大型精密壓力機的作用則是對現場進行故障監控與診斷，在生產金屬零件的過程中，實現全自動沖壓的生產線。以下圖中的兩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以及送料裝置、大型精密壓力機、三維機械手送料裝置、伺服驅動半送裝置等組成（見圖1）。

圖1 全自動沖壓生產線

3 金屬零件沖壓加工實現全自動的原理及應用

3.1 雙積料自動交換及送料裝置

該裝置在實現自動交換、自動送料的過程中，主要以使用將工件與材料相分離的方法，將材料準確的運送到指定的位置，以便于三維送料系統將工件逐步移動到模具上去。在金屬零件沖壓加工的過程中，三維送料系統主要是由雙積料自動交換裝置以及送料裝置兩個部分所組成，可以實現橫向、縱向等三個方向的動作。當其中一處的工件使用完畢以后，可以通過氣缸或者是液壓缸的作用，實現工件片料的自動更換，無需進行手動操作。

3.2 精密機械壓力機

精密機械壓力機也叫做主機。可以提前將金屬零件的加工工藝以及生產工序等方面的數據錄入其系統當中，并根據金屬零件加工的基本要求，設定好加工的順序和速度。工件材料的更換則是使用現場總線控制協調，與三維機械手送料裝置之間的動作始終保持一致，使金屬零件在加工的過程中，每一道工序的質量都可以得到有效的保證。

3.3 三維機械手送料裝置

三維機械手送料裝置屬于一項全自動的送料裝置，其功能主要包括送料、夾料以及提升，可以實現橫向、縱向等三個方向的動作，工作覆蓋其可觸碰到的整個空間。在金屬零件沖壓的實際工作中，三維機械手的主要功能就是對材料進行加持或搬運、擱置，通過這種方法把材料運送到指定的位置上，并根據不同金屬零件在加工時方法的不同，對主機、三維機械手以及支撐座的數量進行相應的變化。并根據金屬零件加工的情況以及客戶的需求，來調整送料的速度，改變零件加工的固有順序，使得整個生產線的可調節性得到提高。

3.4 伺服驅動搬送裝置

在金屬零件加工的過程中，一旦出現需要同時加工的零件較多的情況下，只安裝一臺精密壓力機，顯然已經無法滿足生產的需要。因此，應該使用伺服驅動搬送裝置將短時間內無法沖壓的金屬零件運送到制定的位置，對送料裝置潘松來的材料進行一一拾取，送到主機處進行逐一加工。不僅可以環節精密壓力機所承受的壓力，也可以提高金屬零件加工的速度，直到金屬零件加工完成，沖壓的全部工序也就得以完成（見圖2）。

由此看來，在沖壓生產線上，使用一臺精密壓力機還是多臺精密壓力機連線進行工作，主要取決于被加工的金屬零件所需要用到的加工工序。伺服驅動搬送裝置使整條生產線的柔性可以隨時進行調節，實現了金屬零件沖壓工藝中的充足，使加工出的金屬零件質量更佳，在

極大程度上提高了相關設備的應用范圍以及使用壽命。

圖2 沖壓工序

4 全自動沖壓生產線的優勢

在金屬零件實際的加工過程中，使用全自動沖壓線對其進行沖壓加工，相較于傳統的擔任送料的加工方式來說，全自動沖壓生產線的優勢十分明顯：①使用全自動沖壓生產線進行金屬零件的沖壓加工，最高的生產節拍可以達到每分鐘二十五次，使其生產效率得到了顯著提高。全自動沖壓生產線在金屬零件沖壓加工中的應用，可以提高產出零件的質量，減少金屬零件在生產過程中消耗的成本，提高廠家的經濟效益；②全自動沖壓生產線的使用，減少了傳統生產技術中對人力資源的消耗，降低了土地資源的使用面積，大幅度的削弱了相關生產設備的作用與使用率。如此一來，也可以達到降低生產成本、減少操作工人的效果。從而有效的提升廠家生產金屬零件所獲得的經濟效益。

5 結束語

金屬零件的加工，不僅關系到人類的日常生活，也關系到新時代下我國經濟社會發展的需要，以及國家綜合水平的提高。全自動沖壓生產線在金屬零件沖壓加工中的應用，有助于金屬零件加工產業生產水平的提高，有效的減少了工人的工作強度與廠家生產、加工時所需的材料與占地面積，增加了廠家的利潤收入，可以在各大金屬零件加工廠中進行推廣與使用。

[1]陳立新,郭文彥.工業機器人在沖壓自動化生產線中的應用[J].機械工程與自動化,2010,(3).

[2]張冠武.自動沖壓生產線的發展趨勢[J].金屬加工:熱加工,2012,(5).

[3]徐柏鴻.高強板車身零件熱沖壓成形技術[J].世界制造技術與裝備市場.2015,(6).

U468.2+3

A

2096-2789（2016）11-0171-02