多工位壓力機送料系統及控制研究

張慶飛 尤政 曾攀 朱新武

（揚州鍛壓機床股份有限公司 225128）

多工位壓力機送料系統及控制研究

張慶飛 尤政 曾攀 朱新武

（揚州鍛壓機床股份有限公司 225128）

本文主要對當前工業領域內的多工位壓力機送料系統類別進行介紹，并通過優化送料系統的軟硬件設計來提高其運行的穩定性。

多工位壓力機；分類；送料模式

引言

眾所周知，多工位壓力機送料系統被國內外汽車制造廠廣泛應用，該系統對沖壓件的處理能力直接決定了生產線中多工位壓力機的性能與生產效率，并且在實際生產中能夠適應不同的模具組。盡管多工位壓力機在我國工業領域生產線中用于生產模具有著多年歷史，但是依舊存在著部分問題，譬如送料系統的穩定性問題，對核心關鍵技術的探究等。對此，筆者從多工位送料系統構成與關鍵技術出發，提出部分改進方法，以達到完善設備、提高可靠性等目的。

1 多工位送料系統的分類

通俗來講，多工位送料系統是一個類似移動臂的裝置，其主要作用是將生產線上的沖壓件從一個工位移到另一個工位上，使得同一組內的模具都可以在同一臺壓力機內完成沖壓工作。多工位送料系統在運行中可將移動桿沿著模區移動，而移動沖壓件的端拾器的一端則與移動桿相銜接，進而完成送料任務。目前在我國汽車車身沖壓廠中，常見的送料系統可分為如下三類：

1.1 機械式送料方式

這是傳統生產車間中的常用送料方法，由于當時送料系統功能單一，因此這種送料模式存在諸多弊端。其運作機理是依靠移動桿與傳動系統的直接連接，將沖壓件在不同的工位上傳動，以此滿足對沖壓件的加工需求。其中凸輪與隨動器驅動匹配安裝在一起，進行協同運動，再通過凸輪旋轉運動來帶動送料機構的運行，盡管基本能完成生產任務，但是不能保證產品精度。

1.2 電子多工位送料方式

相比機械式送料方式而言，這種送料系統相對高級，并且運行穩定，精度較高。其運作機理是依托伺服電機來控制送料系統，高的生產性能。另外，由于該系統是由計算機操控，因此送料方法精確度較高，很大程度上提高了生產效率。

1.3 混合式送料方式

顧名思義，混合式送料是一種混合式系統，其將機械式送料和電子多工位送料進行合理組合，兼具兩者的優良性能，能夠實現高效率的送料工作，并增強系統的穩定性。在送料過程中，由機械式送料方式和電子多工位送料方式分擔任務，彼此互不干擾，各司其職，達到更高的效率，因此應用范圍較廣。

2 多工位壓力機送料系統運行原理及關鍵技術

2.1 運行原理

通常來說，多工位壓力機送料過程是由三坐標送料模式來實現的，具體是在壓力機內部使用三種不同方向和目的動作，來實現對工件傳送的目的（如圖1所示）。在送料系統運行中，設備會同時運行三個動作，即夾鉗退回、工件送進和物流方向，這三個動作彼此協調有序，互不干涉。通過對圖1逆時針方向觀察得知，送料系統首先用夾鉗將工件夾緊，然后再將工件傳送到指定位置，進一步加工成模具，接著通過物流方向將模具送到另外一個工位，進而完成一次加工。這種送料過程對沖壓件的加工較為精細，容易生產出高質量的沖壓件，且如果工廠有特殊需求，該裝置也可設計成電子式送料模式。

2.2 硬件設計

（1）主控制器。主控制器的芯片可以選擇LPC2292型號，因為這種芯片性能較為優越，CPU的處理頻率較高，且處理速度較快，在指定時間內能夠達到預期效果。其片內資源也十分豐富，包括16k的靜態RAM和512k的FLASH；2個32位定時器和1個PWM單元；RTC實時時鐘；看門狗定時器；多個串行接口等，可以滿足不同企業的不同生產需求。

（2）運動控制板。根據筆者實際經驗，送料系統的運動控制板可以選擇FPGA芯片，并可將EP2C15AF256C8型號作為設計控制板。這種芯片的處理速度很快，能夠有效地處理多數據流。另外，可以把NiosII作為處理單元，使用它能夠在運動控制板上創建SOPC系統，兩者契合度較高。

（3）I/O控制板。I/O控制板的芯片可優先選用LPC2194型號，并將其作為微處理器使用，然后再內置CAN總線接口，提高系統可操作性。

（4）手控盒。筆者認為在手控盒設計中可選擇三星公司的S3C2410芯片作為處理器，它是一種基于ARM920T內核的32位RISC處理器，內部集成了豐富的硬件資源；顯示屏幕可選用Sharp公司的5.7寸TFT彩色液晶屏LQ057V3DG02，其接口及配套的逆變器可直接與S3C2410相連，可直接顯示送料系統的運行狀態。

圖1 三坐標送料圖

2.3 軟件設計

送料系統可采用uc/osII作為主要控制器的操作系統，該系統本身具有一定的可移植性，且源代碼具開放屬性，能夠被設計人員刪減，并具備較好的兼容性，實現多機器操作。

3 多工位壓力機送料模式的完善

當前多數沖壓廠使用大型夾板式多工位壓力機，來生產大批量的沖壓件，在實際加工過程中，沖壓件每移動一次工位，都需要設備對其方位進行調整，因此很容易增加沖壓件受損幾率亦或是降低加工精度。而在當前，國外部分先進的沖壓廠的送料模式改進為實時方位調整模式，這在一定程度上解決了沖壓件在實際傳輸過程中的定位問題，降低了大量的受損問題，使沖壓件的產量與質量得到顯著提高。

4 結語

隨著世界汽車行業的快速發展，諸多汽車企業會對汽車零件提出更高的要求，因此我們必須不斷改進與提高多工位壓力機送料系統的性能，進而大批量生產出更高質量的汽車零件。

[1]彭 杰．伺服控制多工位壓力機[J].起重技術，2009（6）：26～28．

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