自動化技術在沖壓生產中的應用及發展趨勢

裴興權 朱型成 梁育榕

摘要：在現今生活當中，沖壓生產制品具有較多的應用，且在市場當中也具有較大的需求。就目前來說，人們對于沖壓生產品質也具有了更大的要求，需要能夠通過自動化技術的應用更好的實現目標。在本文中，將就自動化技術在沖壓生產中的應用及發展趨勢進行一定的研究。

關鍵詞：自動化技術;沖壓生產;應用;發展趨勢

1?????? 引言

在科學技術不斷發展的過程中，自動化技術在多個行業與領域當中得到了應用。其中，我國沖壓加工技術獲得了多年的發展，并逐漸達到了較高的技術水平，且在發展當中也形成了集研究生產與開發的一套完整體系。為了能夠使我國的沖壓生產效果得到更好的表現，更好的滿足目前生產當中的應用需求，則需要能夠在沖壓生產當中做好自動化技術的應用，同時做好技術發展趨勢的把握。

2?????? 自動化技術

對于自動化技術來說，是一種綜合性技術，同系統工程液壓氣壓技術控制類自動控制與計算機技術等具有十分密切的聯系。其中，計算機與控制論對自動化技術具有較大的影響。在工業生產當中，自動化技術的應用主要及通過機械組合、數字計算機等技術的應用進行工業生產的管理與調整，更好的實現生產目標。

3?????? 沖壓生產

在現今我國工業生產當中，沖壓生產是重要的組成部分，具體來說，即通過專用沖壓設備在動力的作用下，使模具當中的板料獲得變形力發生變形，形成具有相應性能、形狀與尺寸的產品零件。在具體沖壓加工當中，設備、板料與模具是其中的主要要素。對于沖壓來說，其是一種金屬冷變形加工方式，簡稱沖壓，也是對金屬進行塑形加工的一種方式。

4?????? 沖壓機發展

4.1?? 傳統沖壓生產線

在汽車生產當中，車身結構件與覆蓋件可以說是沖壓件的主體，在實際生產當中，主要通過大型沖壓生產線進行。在上世紀70年代以前，主要即通過工件翻轉裝置，以機械、人工方式進行上下料，形成的半機械化生產線。而在90年代后期，為了能夠對傳統壓力機在生產當中存在的公稱力不及時、沖擊速度過高等問題進行解決，在新沖壓生產線建設當中，則較多的對多連桿技術進行了使用。在實際應用當中，其在滑塊拉延當中具有均勻的特點，速度較慢，在空行程具有較快的運行速度以及較高的生產效率;第二，具有較大的拉延深度，最大深度能夠達到320mm;第三，通過較小偏心距對較大的滑塊行程進行實現，在上下料方面更為便利。

4.2?? 單機聯線自動化沖壓線

該技術也是沖壓生產當中經常應用到的工藝技術，通常具有4-6臺壓力機的配置，包括有碼垛系統、上下料機械手與拆垛系統等。在實際應用當中，具有生產安全性高、柔性好以及穩定可靠等特點。該技術在實際應用當中，具有較小的資金占用，適合應用在高質量、多車型、小批量的沖壓生產當中，而在技術不斷發展中，該技術也應用到了拉伸墊數字控制技術、全自動換模系統與運行數據監控技術等，有效的提升了單機聯線生產效率水平。

4.3?? 大型多工位壓力機

這是較為先進的板材沖壓設備。對于大型多工位壓力機來說，其通常由自動送料系統、拆垛機與大型壓力機這幾部分組成，同手工送料流水線相比具有更高的生產效率，在實際應用當中具有制件質量高以及生產效率高的特點，適合應用在汽車的大批量沖壓生產當中。在我國，該類壓力機因具有較高的造價以及復雜的結構，在實際應用當中受到了一定的限制。

4.4?? 其他壓力機

對于上述壓力機來說，主要是應用在汽車外覆蓋件沖壓設備，除了這部分技術以外，伺服壓力機也是較為先進的壓力機類型。同常規壓力機相比，其在實際應用當中的優勢體現在：第一，能夠根據實際生產需求調整滑塊的形成，對無效行程進行完全的消除，具有較高的生產效率;第二，在實際運行當中，能夠對滑塊狀態進行實時的調整，具有較高的精確性，能夠對產品毛刺出現起到有效的抑制效果;第三，在運行當中具有較低的噪聲以及較小的過程振動，能夠有效提升模具壽命;第四，可以沒定滑塊速度曲線和下死點停留等工藝需要的特殊工作模式，柔性超高;第五，無離合器，驅動部件較少，潤滑油與電力損耗少，節能效果超強。

5?????? 技術應用情況

就目前來說，沖壓產品在我國經濟當中的各個領域得到了應用，包括有醫療器械、交通運輸、航天航空與機械電子等都離不開沖壓件的使用。

不僅整合產業具有該技術的涉及，我們每一個人也同沖壓產品具有十分密切的聯系，在汽車、火車當中的很多沖壓件，以及轎車的車身與車架等零件等，都是經過沖壓加工獲得的。此外，人們生活當中的相關產品有手表、電視、攝像機、自行車、不銹鋼餐具、電腦硬件等也都將應用到沖壓技術。在現今的沖壓生產當中，已經具有了較多自動化技術的應用，其主要包括有：

5.1?? 人工機器人技術

在現今汽車工業不斷發展當中，在沖壓生產中工業機器人得到了應用。在材料方面，在以往生產當中，板材是主要的材料，卷料是輔助材料。在技術發展中，卷料是主要的材料，而板料成為了輔助生產材料。在毛坯下料設備方面，也從以往的普通剪板機發展到了目前的開卷落料自動化裝置。在實際沖壓生產當中，機器人對零部件、卷材的堆垛進行承擔，在設計、生產等方面都得到了有效的應用。在此過程當中，通過機器人的使用，不僅能夠對以往生產當中工作人員無法完成的工作進行了實現，對失誤率進行有效的降低，無論是在材料的使用率，生產效率，還是產品質量控制等方面都具有較好的表現。

5.2?? 仿真技術

在科學技術不斷發展的過程中，人們在產品生產等方面也獲得了新的技術以及新的成就。其中，仿真技術是近年來較為熱門的一項技術，能夠將植物、動物等特性在具體生產當中進行使用。通過沖壓生產領域中該技術的應用，則能夠對模具的設計方式進行有效的改進與優化，能夠對模具工業技術的進一步提升，在生產效率、生產質量的控制方面都具有較好的應用價值。在具體技術應用中，不僅能夠實現人財物相關資源的有效節約，實現企業經濟效益水平的提升，且能夠使企業生產在集約化、規模化方面獲得好的表現，在國民經濟發展、擴大再生產等方面發揮出了重要的作用。

6?????? 技術發展趨勢

在自動化技術不斷發展當中，柔性制造技術也因此出現與發展，也可以說是技術發展的必然產物。對于柔性制造系統來說，其由信息流、加工與物流這幾個子系統組成，在信息技術、自動化技術、制造技術應用的基礎上，實現對系統工程、微電子學、計算機等技術的有機結合。成組技術是該工藝的應用基礎，在實際應用當中，能夠以成組的方式做好工藝過程確定，對適應的工件、模具、沖壓設備進行選擇與應用，由計算機統一進行控制與調整，以此在一定范圍內以高效、成批的方式生產工件，且能夠根據市場需求對產品進行隨時的改變。該系統同時具有生產管理與加工制造兩種功能，能夠將企業當中相互獨立生產制造、經營管理、工程設計過程，通過計算機軟硬件的支撐應用形成對有機、完整系統的構建與覆蓋，以此對全局動態優化目標進行實現。可以說，柔性制造技術是目前世界領域內先進的科學技術類型，能夠為未來企業的發展提供良好的發展前景，也是目前機械制造業發展當中的主要生產模式。

在汽車零件生產當中，柔性制造技術可以說是重要的技術進步。該技術在實際應用中，沖壓生產設備數控化特征的存在，則為沖壓生產線自動化目標的實現打下了良好的基礎。同時，在脫機編程、柔性傳送、機外仿真等技術不斷發展完善當中，包括有模具自動識別提取、自動倉庫、工作參數自動調整等功能模具系統也具有了實用化特點，以此體現出汽車零部件柔性化技術具有了成熟的特征，以此使大型覆蓋件在生產當中的按照訂單生產、準時生產與個性化生產成為了可能。該技術的特征主要體現在：第一，功能柔性化。在設備運行當中，能夠對多種加工任務進行完成，能夠較好的實現批量生產目標，以此在對設備利用率有效提升的基礎上，對加工周期進行有效的縮短;第二，操作柔性化。對于加工工藝相同的工件來說，能夠以多種方式加工，保證在機器發生故障問題時也能夠根據實際需求以動態的方式進行調度;第三，路徑柔性化。在實際生產當中，可以通過制造系統多種路徑完成對工件的加工，在對機床負荷有效平衡的基礎上，使系統在刀具磨損、機床故障等情況下也具有可靠、穩定的運行特點;第四，加工柔性化。能夠同時加工生產多種產品，具有混合柔性特征，以多樣化產品的生產與提供，對客戶的相關要求進行有效的滿足。

生產線結構方面，主要由一定數量的單動壓力機同一臺雙動壓力機以串聯的方式進行設置。在雙動壓力機前，具有拆垛裝置的設置，在單動壓力機同雙動壓力機之間具有上下料裝置的設置，在不同單動壓力機間也具有上下料裝置的設置，在串聯的末尾位置，為碼垛裝置。除此以外，生產線當中也具有故障檢測系統、快速換模系統、運輸系統與自動快速調整系統這幾部分。

在未來發展當中，沖壓生產柔性技術還將獲得進一步的發展，其主要的發展方向為：第一，單元化與小型化。為了能夠使更多的企業在生產當中對柔性制造技術進行使用，在未來發展中，柔性技術將從目前大型復雜系統逐漸向著單元化以及小型化的方向發展，以此保證不能夠在靈活性、經濟型以及可靠性等方面獲得好的表現;第二，集成化與模塊化。在實際生產當中，為了能夠使廠家能夠結合自身生產需求，以有選擇、分期的方式對系統當中設備進行購買，在不斷設置的過程中逐步集成與擴展、最終形成具有更強大功能的系統，就目前來說，柔性系統軟硬件也將向著模塊化方向發展;第三，控制智能化。對工藝參數、材料做好在線檢測系統的建立，當工藝參數、材料性能在生產當中發生波動或者變化情況時，系統則能夠對參數的瞬時量值進行確定，通過計算機優化軟件、模擬分析軟件對參數變化后形成的工藝參數組合進行確定。系統在對工藝參數調整后，則能夠對沖壓過程進行有效的自適應控制處理，在不斷積累生產數據的基礎上，為后續加工工藝優化活動的進行打下良好的基礎。

7結束語

在上文中，我們對自動化技術在沖壓生產中的應用及發展趨勢進行了一定的研究。可以說，在現今機械制造當中，自動化技術已經得到了廣泛的應用，因其在產品質量控制以及效率提升等方面的良好表現，得到了企業的接受與應用，在沖壓生產過程當中，也需要能夠做好自動化技術的積極研發應用，以此進一步提升沖壓生產水平。

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