一種小型沖壓件全流程自動(dòng)化生產(chǎn)模式

關(guān)鍵詞：小型沖壓件；全流程自動(dòng)化；生產(chǎn)模式

0 前言

沖壓自動(dòng)化技術(shù)是一種在金屬加工行業(yè)中廣泛應(yīng)用的先進(jìn)制造技術(shù)。它通過(guò)使用自動(dòng)化設(shè)備和系統(tǒng)，將金屬板材或線材進(jìn)行沖壓、切割、成型等加工操作，以實(shí)現(xiàn)高效、精確和重復(fù)性的生產(chǎn)過(guò)程。沖壓自動(dòng)化技術(shù)的核心是沖壓機(jī)械。沖壓機(jī)械通常由沖床、模具和自動(dòng)送料系統(tǒng)組成。沖床是用來(lái)施加壓力和速度的機(jī)械裝置，模具則是用來(lái)對(duì)金屬材料進(jìn)行成型和切割的工具，自動(dòng)送料系統(tǒng)負(fù)責(zé)將金屬板材或線材送入沖床，以保證連續(xù)的生產(chǎn)流程。以空調(diào)器接地片為例，對(duì)小型沖壓件沖壓和鉚接領(lǐng)域自動(dòng)化生產(chǎn)模式，以及小型沖壓件預(yù)裝領(lǐng)域自動(dòng)化生產(chǎn)模式存在的問(wèn)題進(jìn)行了分析。接地片組件的質(zhì)量要求非常高，不允許存在任何質(zhì)量異常，如漏鉚或螺釘未到位等問(wèn)題。這是因?yàn)榻拥仄M件直接涉及到電器設(shè)備的連接和接地，其質(zhì)量問(wèn)題可能導(dǎo)致電路不穩(wěn)定、漏電等安全隱患。因此，在制造過(guò)程中必須嚴(yán)格控制每個(gè)組件的質(zhì)量，并確保它們之間的連接牢固可靠。接地片組件的制造過(guò)程通常包括以下步驟：① 將接地片與螺釘組合件放置在適當(dāng)?shù)奈恢茫虎?使用六角鉚接螺母將接地片與螺釘組合件固定在一起［1］；③ 通過(guò)鉚接工藝將各個(gè)組件牢固地連接在一起，并進(jìn)行標(biāo)志以表示通過(guò)質(zhì)量檢驗(yàn)。

1 傳統(tǒng)生產(chǎn)模式缺陷

1. 1 人均效率低

小型鈑金沖壓件的沖速較高，這意味著在短時(shí)間內(nèi)可以完成大量的沖壓工作。但在沖壓件的鉚接及鉚接前的裝配過(guò)程中，其生產(chǎn)效率普遍偏低，且容易造成生產(chǎn)節(jié)拍不均衡。這給公司在接地片組件生產(chǎn)上的人均效率帶來(lái)了極大的挑戰(zhàn)。沖壓件鉚接過(guò)程中可能需要進(jìn)行多次操作，例如清洗、涂膠、定位、壓合等。每個(gè)環(huán)節(jié)都需要一定的時(shí)間和勞動(dòng)力投入，這會(huì)降低生產(chǎn)效率。此外，由于沖壓件的尺寸和形狀各異，不同規(guī)格的鉚接件也會(huì)導(dǎo)致工序之間的不平衡，進(jìn)一步影響生產(chǎn)效率。

1. 2 庫(kù)存浪費(fèi)

在傳統(tǒng)生產(chǎn)模式下，由于每個(gè)工序的生產(chǎn)速度和效率不同，往往會(huì)導(dǎo)致庫(kù)存積壓。一些工序的完成速度比其他工序快，導(dǎo)致半成品堆積在生產(chǎn)線上，占用了寶貴的場(chǎng)地資源。這不僅增加了庫(kù)存成本，還影響了整體生產(chǎn)效率［2］。

2 小型沖壓件自動(dòng)化生產(chǎn)模式

2. 1 小型沖壓件沖壓和鉚接領(lǐng)域

2. 1. 1 存在的問(wèn)題

在小型沖壓件沖壓和鉚接領(lǐng)域的自動(dòng)化生產(chǎn)模式中，沖壓件在沖壓過(guò)程中受到力的作用，會(huì)發(fā)生尺寸偏差和變形。對(duì)于精度要求較高的產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，這會(huì)導(dǎo)致裝配困難甚至無(wú)法正常使用。因此，如何減小沖壓件沖壓過(guò)程中的尺寸偏差和變形，提高產(chǎn)品的加工精度是亟待解決的問(wèn)題。另外，沖壓和鉚接過(guò)程中存在噪聲和振動(dòng)問(wèn)題。沖壓和鉚接過(guò)程中，機(jī)械設(shè)備產(chǎn)生的噪聲和振動(dòng)會(huì)影響工人的身體健康，并且對(duì)周?chē)h(huán)境產(chǎn)生污染。當(dāng)前，雖然有一些噪聲和振動(dòng)控制措施，但仍然不能完全消除這個(gè)問(wèn)題。因此，如何減少?zèng)_壓和鉚接過(guò)程中的噪聲和振動(dòng)，提高工作環(huán)境的安全性和舒適性是需要解決的問(wèn)題。

2. 1. 2 解決措施

為了探討模內(nèi)鉚接工藝在接地片上應(yīng)用的可行性，對(duì)接地片的結(jié)構(gòu)和下吊部分進(jìn)行模擬分析。在經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)后，確定了使用帶模內(nèi)鉚接功能的模具是可行的。將沖孔與鉚釘結(jié)合在一起，可提高半成品的生產(chǎn)效率，并最終取消手工鉚釘。另外，根據(jù)接地片式?jīng)_壓件及六角形螺母的特點(diǎn)，提出了多個(gè)工作臺(tái)的合理布置，以充分發(fā)揮新模具的半成品能力，如圖1 所示。在模內(nèi)鉚接工藝的具體運(yùn)用上，將該工藝分成2 個(gè)環(huán)節(jié)：一是給針裝置，二是鉚接裝置，如圖2 所示。近距離開(kāi)關(guān)的應(yīng)用，受模頭振動(dòng)等因素影響很難實(shí)現(xiàn)。因此，1 個(gè)感光傳感器被安裝在該模具的進(jìn)針口和鉚合部分。經(jīng)實(shí)地考察，該方案具有可行性。在實(shí)際生產(chǎn)中，通過(guò)感光傳感器探測(cè)到六角形螺母出現(xiàn)卡釘、漏釘?shù)取盁o(wú)釘”現(xiàn)象，可使系統(tǒng)自動(dòng)停止工作，從而防止半成品出現(xiàn)漏縫等質(zhì)量問(wèn)題。該方法可有效改善產(chǎn)品的品質(zhì)，提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，降低手工鉚接工作量。該項(xiàng)目的實(shí)施可為相關(guān)行業(yè)的工藝優(yōu)化和產(chǎn)品質(zhì)量控制提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐，具有重要的理論和實(shí)踐意義。

2. 2 小型沖壓件預(yù)裝領(lǐng)域

2. 2. 1 存在的問(wèn)題

在預(yù)裝過(guò)程中，可以采用自動(dòng)化設(shè)備來(lái)完成零件的貼標(biāo)志和打螺釘處理。通過(guò)機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)可以精確地定位和識(shí)別零件，確保貼標(biāo)志和打螺釘?shù)臏?zhǔn)確性和一致性，避免員工操作不可控因素帶來(lái)的質(zhì)量異常，提高產(chǎn)品的一致性和質(zhì)量穩(wěn)定性［3］。

在自動(dòng)化預(yù)裝后，可以引入智能質(zhì)檢技術(shù)進(jìn)行全面檢測(cè)。利用圖像識(shí)別、機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)，對(duì)預(yù)裝后的成品進(jìn)行檢測(cè)和判定。可以檢測(cè)漏打、貼歪等質(zhì)量異常，并及時(shí)報(bào)警和剔除不合格品，以確保產(chǎn)品質(zhì)量符合要求。這樣可以減少人工全檢頻次，節(jié)省人力資源，并提高質(zhì)檢效率和準(zhǔn)確性。

2. 2. 2 解決措施

通過(guò)對(duì)接地片預(yù)組裝過(guò)程中存在的質(zhì)量異常現(xiàn)象的實(shí)地調(diào)查，提出采用自動(dòng)化生產(chǎn)模式來(lái)改善接地片預(yù)組裝過(guò)程中的質(zhì)量問(wèn)題，從而提高接地片的質(zhì)量。在實(shí)際的加工中，利用多工位機(jī)械臂協(xié)作的工作模式，替代傳統(tǒng)的手工直接工作。通過(guò)對(duì)機(jī)械臂編程的靈巧優(yōu)化，結(jié)合機(jī)械臂的傳感方法，成功地解決了“打螺絲”不到位造成的質(zhì)量異常問(wèn)題。為了進(jìn)一步減少異常率，又添加了光電探測(cè)與鄰近切換探測(cè)相互配合的方法，實(shí)現(xiàn)了多重探測(cè)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)異常情況時(shí)，采取了一系列措施，即通過(guò)報(bào)警提醒、聯(lián)動(dòng)檢驗(yàn)和自動(dòng)檢出等方式，及時(shí)通知相關(guān)人員，以確保異常情況得到及時(shí)處理，避免影響整個(gè)生產(chǎn)流程。

2. 2. 3 實(shí)施效果

為了解決檢測(cè)異常較多的問(wèn)題，在利用機(jī)器人實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)的基礎(chǔ)上，采取了一系列措施來(lái)保證防錯(cuò)的效果。其中，光電檢測(cè)和接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)是主要的檢測(cè)方式。在第1 臺(tái)機(jī)械臂將半成品放入模具內(nèi)后，第2 臺(tái)機(jī)械臂將完成螺絲工序。在特殊模具的中空部位裝有高精度的光電開(kāi)關(guān)，能夠探測(cè)到通過(guò)模具的螺絲，從而確定螺絲是否被打入正確位置。這就保證了每一顆螺絲都能準(zhǔn)確安裝，避免螺絲松脫或者不夠牢固。另外，在機(jī)器人自動(dòng)包裝完成后返回的過(guò)程中，對(duì)其進(jìn)行了合理檢測(cè)。采用“靠近開(kāi)關(guān)”二次檢驗(yàn)方法，以保證包裝過(guò)程中產(chǎn)品無(wú)瑕疵、無(wú)差錯(cuò)。若發(fā)現(xiàn)有不合格品，則由機(jī)械手自動(dòng)將不合格品送至廢品箱內(nèi)，進(jìn)行二次加工或修理。在生產(chǎn)中加入光電檢測(cè)器和近場(chǎng)切換檢測(cè)器，可達(dá)到多重檢測(cè)的目的，極大地提高了產(chǎn)品的品質(zhì)控制及預(yù)防差錯(cuò)的能力。

3 結(jié)語(yǔ)

沖壓自動(dòng)化技術(shù)在奇瑞汽車(chē)公司生產(chǎn)中發(fā)揮了重要作用。奇瑞汽車(chē)公司作為中國(guó)知名的汽車(chē)制造商，一直致力于提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，而沖壓自動(dòng)化技術(shù)正是其中的關(guān)鍵因素之一。沖壓自動(dòng)化技術(shù)在奇瑞汽車(chē)公司的車(chē)身生產(chǎn)過(guò)程中得到廣泛應(yīng)用。通過(guò)引入自動(dòng)化設(shè)備和機(jī)器人，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬板材快速、準(zhǔn)確的沖壓加工。這樣既可以提高工作效率，又可以減少因人工操作而產(chǎn)生的錯(cuò)誤。同時(shí)，自動(dòng)化設(shè)備能夠保證產(chǎn)品的一致性和精度，確保每個(gè)零件都符合設(shè)計(jì)要求。沖壓自動(dòng)化技術(shù)還在奇瑞汽車(chē)公司的零部件生產(chǎn)中發(fā)揮著重要作用。通過(guò)自動(dòng)化的沖壓設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各種復(fù)雜形狀零部件的高效生產(chǎn)。