國內沖壓自動化線成套技術及裝備供應能力研究

褚亞飛

（濟南二機床集團有限公司 山東 濟南 250022）

就用于汽車制造領域的機器人沖壓自動化出產線而言，該體系包括機器人、控制系統、拆垛磁力分張、皮帶機、清洗機、涂油機、自動更換端拾器小車和整體防護等。體系運轉時，各部分在一定范圍內工作，各部分有機結合，構成完善的自動化出產線體系。在放置體系的各個部分時，能夠根據出產車間的實際情況進行恰當的調整，以保證體系配置處于最佳運轉狀態。

1 主要設備水平及技術

沖壓裝置是汽車行業中的主要技術支持，沖壓裝置的技術水平高低會極大的影響汽車行業的發展速率。汽車行業逐漸全球化也導致了各個行業之間的相互競爭，也要求廠商對市場做出快速反應。各種技術的不斷發展使得汽車制造行業不得不迫切的尋找更加具有適應性的自動化技術滿足市場要求，微型電子技術使得目標技術展現出了柔性自動化的優點。沖壓設備用途廣泛，汽車、飛機等行業，尤其是汽車行業用途最為頻繁。目前，汽車行業的發展水準是代表一個國家經濟實力的重要代表。現在，全球所有工業化國家都把汽車行業作為國民經濟的重要環節。汽車行業有效的帶動了沖壓技術的進步，沖壓設備的完善大部分都是以汽車產業為基礎來發展的。由于市場的需求越發增大，汽車行業的發展也隨之加速，市場產品的使用壽命進一步縮短。現階段汽車行業發展特點為:個性化車型、小批量車型、快速更換車型、多車型共線生產、車身覆蓋件大規模集成。所以，常規的生產模式逐漸不適用現階段市場要求。

因而，從目前的沖壓設備發展狀況來看，形成的趨勢有兩個，一個是大型多工位壓力機，另一個是選用自動搬運機械手的高性能壓力機生產線的柔性生產。兩者比較，第二種發展趨勢所需要的資金較少，可以更好的適應各種車型，小批量出產，滿足出產中高檔轎車優質沖壓件的要求。這幾年市場分析來看，國外知名壓機制造商正在開發多工位壓機，并正在大力開發便于靈活出產的高性能單機在線壓機，然后生產大功率、高性能的機電一體化全自動壓機。以上壓機基本上都是采用的現代化技術，如下：

(1)全自動換模系統；

(2)功能完善、人機界面良好的自動監控體系；

(3)高出產率所需的高行程節拍；

過去因為我國轎車工業規劃小、檔次低，對沖壓線的技術水平沒有相應的要求。國內壓機與國外壓機在技術上距離很大，尤其是靈活程度，無法完全自動化沖壓生產。壓機換模的調整是需要通過專業人士操作，換模大概35分鐘左右，所以輸出效率很低。

2 機電一體化全自動沖壓線的幾項關鍵技術

2.1 沖壓線的全自動換模系統

更換模具只需在觸摸屏上設置模具編號，隨后電機開始。整個換模進程由壓機及自動化機械手完成，大大縮短換模時間，全部的換膜經過（模具和端拾器）控制在6分鐘以內。全自動換模技術如下：

（1)設備氣壓調節，使用壓力傳感器檢測、電磁閥操控和PLC編程完成平衡器和氣墊的氣壓自動調整。

（2)自動調整模具高度和氣墊行程。選擇編碼器檢測位移。經過觸摸屏顯示、參數設定、PLC編程操控，精度確定到0.1mm。

（3)高速環境下工作臺進出系統，使其移動的驅動選用變頻調速器，完成移動工作臺運轉，達到工作效率高，精度高的需求，速度要求達到每分鐘15米，精確度達到0.1mm。

2.2 壓力機多連桿技術的開發

一般低碳鋼的允許拉延速度為18 ～ 24 m/min。假如壓力機的拉伸速度超過這個值，零件就會出現裂紋和空洞，一般曲柄壓力機僅能對轎車覆蓋件(車門、車頂等)70毫米以下的簡單淺拉伸。對于250毫米以上的深拉伸的高端車覆蓋件無法滿足。因而，國外的有些轎車沖壓設備大多都選用多連桿。多連桿壓力機的運動特點是下降速度快，在形變的范圍內(約300 mm)較小的速度緩慢且平穩。回程速度快，符合過程要求，又提高了生產率。因而，高功能沖壓設備需要以多連桿技術為主要發展項目，以符合現代轎車的覆蓋件需求。因為這項技術的難度較高，國外一不允許向我國展示此技術。濟南二機床集團有限公司是國內僅有的具有自主開發制作多連桿伺服壓力機的企業。多連桿壓力機的優勢：

(1)拉伸速度低且均勻，而空轉速度快且生產率高。

(2)拉深深度大。在允許拉延速度內，拉深深度可達320毫米。

(3)有效減小了運行過程中對模具的磨損，延長了模具使用年限，也提高了拉深件的韌性。

2.3 節拍高穩定性好的送料系統

為提高整線生產節拍，開發出國內首臺套單臂送料系統，整線節拍達到15spm/min。根據不同模具，滿足汽車車身覆蓋件全部生產任務。操作便捷，穩定性高，降低了維保成本。提高了整個沖壓線系統的性能。

3 結語

綜上所述，在信息時代的背景下，工業數據信息自動化逐漸代替了人力資源生產化的支持，在生產領域上得到了完善。未來專業人員將會不斷的對沖壓自動化設備以及生產線進行優化和創新，汽車行業的發展前景廣闊，發展政策也將完善，推動著汽車行業的快速發展。