一種自動化沖壓線通用空工位創(chuàng)新技術開發(fā)及運用

文/程章彬，馬杰，李志湖·江鈴汽車股份有限公司

自動化沖壓線生產(chǎn)的產(chǎn)品存在結構多樣化，隨著自動化程度越來越高，越來越多的外覆蓋件、門內板件、門框件、結構件等也逐漸普及實行沖壓自動化生產(chǎn)；而且隨著模具工藝技術不斷提升，之前單個產(chǎn)品五序等多序模具生產(chǎn)模式逐漸改進為四序或三序，甚至二序生產(chǎn)模式。多余空工序在自動化沖壓線生產(chǎn)則需要空工位來代替?zhèn)鬏敼ば蚣５珎鹘y(tǒng)的專用空工位存在使用專一性、構建成本高、維護成本高、存放需求場地大、生產(chǎn)切換安裝不便等問題；同時在機械手端拾器抓取傳輸過程中，專用空工位支架在長期使用過程中會產(chǎn)生變形導致放料錯位、掉件等問題，從而導致停機、產(chǎn)品報廢、掉料產(chǎn)品堵塞廢料坑等故障；該類問題不僅制約了整線生產(chǎn)節(jié)拍，也存在很大的不確定因素，嚴重制約著整線生產(chǎn)效率，而且浪費能源。

通用空工位結構

如圖1 所示，電動空工位是由PLC 控制伺服電機，電機驅動滾珠絲杠來實現(xiàn)上下往復運動的自動升降平臺。設備外形尺寸：4200mm×2100mm×(600mm ～900mm)(長×寬×高)，平臺臺面尺寸：4200mm×2100mm(長×寬)，設備最大負載為2 噸。

圖1 通用空工位結構

⑴平臺部分。電動平臺頂層使用1mm 厚蒙皮板，打4 個空工位快速定位過孔，如圖2 所示；中層由拼接框架組成，兩側分布專用支撐的快速插銷孔；底層是方管焊接框架，主要承受偏載及側向力產(chǎn)生的彎矩，如圖3 所示。

圖2 通用空工位平臺頂層結構圖

圖3 通用空工位中層、底層結構圖

⑵傳動部分。傳動部分主要由伺服電機、減速機、聯(lián)軸器、傳動軸、軸承座、錐齒輪及滾珠絲杠等組成，如圖4 所示。伺服電機工作時，分別帶動兩個橫向錐齒輪轉動，橫向錐齒輪帶動縱向錐齒輪升降，縱向錐齒輪與絲杠螺母固定，實現(xiàn)絲杠上下往復運動。伺服電機具備抱閘功能，防止斷電掉落。

圖4 通用空工位傳動部分結構圖

⑶底座及傳感器部分。底座主要起固定支撐作用，采用矩形管焊接，如圖5 所示。傳感器用作檢測上下極限和原點位置。導向軸承受水平方向的側向力，保護滾軸絲杠。

圖5 通用空工位底座及傳感器部分結構圖

通用空工位工作原理

⑴多余空工序在自動化沖壓線生產(chǎn)則需要空工位來代替?zhèn)鬏敼ば蚣耙恍驒C械手將工序件抓取放置通用空工位上，后一序機械手將通用空工位上的工序件抓取至下一工位。通用空工位平臺頂層使用1mm厚蒙皮板，工序件傳輸定置在空工位上，不用再專門制作專用空工位支架來傳輸工序件。⑵針對不同結構產(chǎn)品模具高度不一致問題，該通用空工位可通過PLC程序自動控制升降高度以滿足等高傳輸，摒棄了舊專用空工位支架安裝調整。⑶不同結構產(chǎn)品使用該通用空工位時可自動儲存、調取生產(chǎn)高度。⑷該通用空工位的快速定位銷孔采用了模具快速定位銷孔標準設計，增加了快速定位銷孔鑲套，可實現(xiàn)快速精準安裝，如圖6 所示。

通用空工位接收檢查標準

⑴連接螺栓是否打膠固定，是否做好防錯位劃線標識；⑵是否因產(chǎn)品工藝出現(xiàn)支撐桿將產(chǎn)品頂出凸包變形等；⑶空工位支架支撐桿聚氨酯與邊定位鐵片是否貼合；⑷框體壓板螺栓安裝結構是否采用壓板方式，厚度T 與框體底部連接桿厚度一致。

某車型側圍外板通用空工位使用案例

某車型側圍外板在每次裝模時，需要對空工位在工作臺進行定位，同時進行精調整，增加了多余動作，直接浪費生產(chǎn)時間約5 分鐘，通過創(chuàng)新使用新通用空工位，在裝模時直接使用快速定位鍵進行定位，且直接調取存放高度，不再需要人工調整，減少裝模切換時間，由之前的5 分鐘減少至2 分鐘，中間縮短了3分鐘，同時在生產(chǎn)過程中，因空工位的精準定位，不再出現(xiàn)生產(chǎn)過程中掉料停機現(xiàn)象，也減少了因掉料產(chǎn)生變形報廢的現(xiàn)象，減少了停機工時損失。綜上所述通過創(chuàng)新使用通用空工位架構，直接提升經(jīng)濟效益約75 萬元/年。

結束語

通用空工位相比于專用空工位減少了生產(chǎn)裝模時間，也消除了生產(chǎn)過程中的掉料變形現(xiàn)象，相較于傳統(tǒng)空工位在生產(chǎn)過程應用更有優(yōu)勢，但是還應注意日常的檢查保養(yǎng)，來提高通用空工位的使用壽命。

該項目技術方案可推廣至全汽車行業(yè)自動化沖壓線應用，可有效地解決傳統(tǒng)空工位專一性、制作成本高、維護成本高、安裝不便、傳輸不穩(wěn)定等問題；對于沖壓生產(chǎn)線的效率有較大提升，有利于實現(xiàn)自動化沖壓線降本增效。