全自動(dòng)沖壓生產(chǎn)線在金屬零件沖壓加工中的應(yīng)用

溫秀蘭，李媛媛，張維強(qiáng)

（內(nèi)蒙古北方重工集團(tuán)北方安全防護(hù)裝備制造有限公司，內(nèi)蒙 包頭 014000）

全自動(dòng)沖壓生產(chǎn)線在金屬零件沖壓加工中的應(yīng)用

溫秀蘭，李媛媛，張維強(qiáng)

（內(nèi)蒙古北方重工集團(tuán)北方安全防護(hù)裝備制造有限公司，內(nèi)蒙 包頭 014000）

全自動(dòng)沖壓生產(chǎn)線，是集機(jī)、電、液及信息技術(shù)于一體的大型全自動(dòng)沖壓生產(chǎn)線。由壓力機(jī)主機(jī)、機(jī)械手等連線組成，具有高智能化、高精度、高可靠性、高效率、節(jié)能、節(jié)材等一系列優(yōu)點(diǎn)，能夠提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，減少操作工人數(shù)量和占地面積，降低生產(chǎn)成本。文章闡述全自動(dòng)沖壓生產(chǎn)線的組成、原理及應(yīng)用，并對(duì)其發(fā)展前景進(jìn)行了展望。

沖壓；加工；生產(chǎn)線；金屬零件

全自動(dòng)沖壓技術(shù)是降低金屬零件沖壓加工成本的必要技術(shù)手段。全自動(dòng)沖壓生產(chǎn)線，是三維一體的大型生產(chǎn)線，其在使用的過(guò)程中可以有效的提高金屬零件加工的質(zhì)量，使零件在加工的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)全城自動(dòng)化。提高了零件加工的工作效率高，減少了對(duì)原材料的需求，降低了工人的工作強(qiáng)度，使得廠家的生產(chǎn)金屬零件所產(chǎn)生的利潤(rùn)得到了大幅度的提高。因此，文章對(duì)全自動(dòng)沖壓生產(chǎn)線在金屬零件沖壓加工中的應(yīng)用進(jìn)行探討。

1 全自動(dòng)沖壓的相關(guān)論述

沖壓的形成始于工業(yè)制造生產(chǎn)中最普遍的生產(chǎn)方式并被廣泛地用于家電、通訊、汽修、IT等行業(yè)的金屬零件制造工業(yè)。目前大多數(shù)的金屬零件生產(chǎn)廠家仍舊使用傳統(tǒng)的金屬零件加工方法，即使用人工手動(dòng)送料。這種方法在金屬零件加工的過(guò)程中，不僅難以獲得較高的生產(chǎn)效率，并存在一定的安全隱患，需要大量的工人共同協(xié)作才能將工作完成，因此這種方法需要的工人的工強(qiáng)度十分巨大。隨著教育體制的不斷改革，勞動(dòng)力的文化水平也得到了顯著的提高，勞動(dòng)力的成本不斷增加，工作能力強(qiáng)的專業(yè)人才更是屈指可數(shù)，大量的人力資源浪費(fèi)會(huì)增加廠家的成本消耗，使其獲得的經(jīng)濟(jì)效益下降。

全自動(dòng)沖壓生產(chǎn)線的出現(xiàn)，完美的解決了傳統(tǒng)的人工單機(jī)送料沖壓生產(chǎn)中存在的問(wèn)題。不僅減少了工人使用的數(shù)量，而且降低了廠家的生產(chǎn)成本，是金屬另加沖壓加工未來(lái)發(fā)展的必然趨勢(shì)。近年來(lái)，由于信息技術(shù)、電子技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)已經(jīng)越來(lái)越成熟，許多發(fā)達(dá)國(guó)家在生產(chǎn)的過(guò)程中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)沖壓生產(chǎn)線在金屬零件沖壓加工中的有效運(yùn)用。事實(shí)證明，全自動(dòng)沖壓生產(chǎn)線對(duì)于金屬另加的沖壓加工具有重要的意義與作用。

2 全自動(dòng)沖壓生產(chǎn)線介紹

全自動(dòng)沖壓生產(chǎn)線就是將各類技術(shù)集中與一體的大型自動(dòng)沖壓生產(chǎn)線，生產(chǎn)線上有多臺(tái)精密壓力機(jī)同時(shí)進(jìn)行工作。原材料的加工與運(yùn)輸可以通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)械手來(lái)得以實(shí)現(xiàn)，而現(xiàn)場(chǎng)總線控制機(jī)械手和大型精密壓力機(jī)的作用則是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行故障監(jiān)控與診斷，在生產(chǎn)金屬零件的過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)沖壓的生產(chǎn)線。以下圖中的兩臺(tái)主機(jī)連線金屬零件沖壓加工為例，機(jī)器人全自動(dòng)沖壓生產(chǎn)線主要由雙積料自動(dòng)交換以及送料裝置、大型精密壓力機(jī)、三維機(jī)械手送料裝置、伺服驅(qū)動(dòng)半送裝置等組成（見圖1）。

圖1 全自動(dòng)沖壓生產(chǎn)線

3 金屬零件沖壓加工實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)的原理及應(yīng)用

3.1 雙積料自動(dòng)交換及送料裝置

該裝置在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)交換、自動(dòng)送料的過(guò)程中，主要以使用將工件與材料相分離的方法，將材料準(zhǔn)確的運(yùn)送到指定的位置，以便于三維送料系統(tǒng)將工件逐步移動(dòng)到模具上去。在金屬零件沖壓加工的過(guò)程中，三維送料系統(tǒng)主要是由雙積料自動(dòng)交換裝置以及送料裝置兩個(gè)部分所組成，可以實(shí)現(xiàn)橫向、縱向等三個(gè)方向的動(dòng)作。當(dāng)其中一處的工件使用完畢以后，可以通過(guò)氣缸或者是液壓缸的作用，實(shí)現(xiàn)工件片料的自動(dòng)更換，無(wú)需進(jìn)行手動(dòng)操作。

3.2 精密機(jī)械壓力機(jī)

精密機(jī)械壓力機(jī)也叫做主機(jī)。可以提前將金屬零件的加工工藝以及生產(chǎn)工序等方面的數(shù)據(jù)錄入其系統(tǒng)當(dāng)中，并根據(jù)金屬零件加工的基本要求，設(shè)定好加工的順序和速度。工件材料的更換則是使用現(xiàn)場(chǎng)總線控制協(xié)調(diào)，與三維機(jī)械手送料裝置之間的動(dòng)作始終保持一致，使金屬零件在加工的過(guò)程中，每一道工序的質(zhì)量都可以得到有效的保證。

3.3 三維機(jī)械手送料裝置

三維機(jī)械手送料裝置屬于一項(xiàng)全自動(dòng)的送料裝置，其功能主要包括送料、夾料以及提升，可以實(shí)現(xiàn)橫向、縱向等三個(gè)方向的動(dòng)作，工作覆蓋其可觸碰到的整個(gè)空間。在金屬零件沖壓的實(shí)際工作中，三維機(jī)械手的主要功能就是對(duì)材料進(jìn)行加持或搬運(yùn)、擱置，通過(guò)這種方法把材料運(yùn)送到指定的位置上，并根據(jù)不同金屬零件在加工時(shí)方法的不同，對(duì)主機(jī)、三維機(jī)械手以及支撐座的數(shù)量進(jìn)行相應(yīng)的變化。并根據(jù)金屬零件加工的情況以及客戶的需求，來(lái)調(diào)整送料的速度，改變零件加工的固有順序，使得整個(gè)生產(chǎn)線的可調(diào)節(jié)性得到提高。

3.4 伺服驅(qū)動(dòng)搬送裝置

在金屬零件加工的過(guò)程中，一旦出現(xiàn)需要同時(shí)加工的零件較多的情況下，只安裝一臺(tái)精密壓力機(jī)，顯然已經(jīng)無(wú)法滿足生產(chǎn)的需要。因此，應(yīng)該使用伺服驅(qū)動(dòng)搬送裝置將短時(shí)間內(nèi)無(wú)法沖壓的金屬零件運(yùn)送到制定的位置，對(duì)送料裝置潘松來(lái)的材料進(jìn)行一一拾取，送到主機(jī)處進(jìn)行逐一加工。不僅可以環(huán)節(jié)精密壓力機(jī)所承受的壓力，也可以提高金屬零件加工的速度，直到金屬零件加工完成，沖壓的全部工序也就得以完成（見圖2）。

由此看來(lái)，在沖壓生產(chǎn)線上，使用一臺(tái)精密壓力機(jī)還是多臺(tái)精密壓力機(jī)連線進(jìn)行工作，主要取決于被加工的金屬零件所需要用到的加工工序。伺服驅(qū)動(dòng)搬送裝置使整條生產(chǎn)線的柔性可以隨時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了金屬零件沖壓工藝中的充足，使加工出的金屬零件質(zhì)量更佳，在

極大程度上提高了相關(guān)設(shè)備的應(yīng)用范圍以及使用壽命。

圖2 沖壓工序

4 全自動(dòng)沖壓生產(chǎn)線的優(yōu)勢(shì)

在金屬零件實(shí)際的加工過(guò)程中，使用全自動(dòng)沖壓線對(duì)其進(jìn)行沖壓加工，相較于傳統(tǒng)的擔(dān)任送料的加工方式來(lái)說(shuō)，全自動(dòng)沖壓生產(chǎn)線的優(yōu)勢(shì)十分明顯：①使用全自動(dòng)沖壓生產(chǎn)線進(jìn)行金屬零件的沖壓加工，最高的生產(chǎn)節(jié)拍可以達(dá)到每分鐘二十五次，使其生產(chǎn)效率得到了顯著提高。全自動(dòng)沖壓生產(chǎn)線在金屬零件沖壓加工中的應(yīng)用，可以提高產(chǎn)出零件的質(zhì)量，減少金屬零件在生產(chǎn)過(guò)程中消耗的成本，提高廠家的經(jīng)濟(jì)效益；②全自動(dòng)沖壓生產(chǎn)線的使用，減少了傳統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)中對(duì)人力資源的消耗，降低了土地資源的使用面積，大幅度的削弱了相關(guān)生產(chǎn)設(shè)備的作用與使用率。如此一來(lái)，也可以達(dá)到降低生產(chǎn)成本、減少操作工人的效果。從而有效的提升廠家生產(chǎn)金屬零件所獲得的經(jīng)濟(jì)效益。

5 結(jié)束語(yǔ)

金屬零件的加工，不僅關(guān)系到人類的日常生活，也關(guān)系到新時(shí)代下我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的需要，以及國(guó)家綜合水平的提高。全自動(dòng)沖壓生產(chǎn)線在金屬零件沖壓加工中的應(yīng)用，有助于金屬零件加工產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)水平的提高，有效的減少了工人的工作強(qiáng)度與廠家生產(chǎn)、加工時(shí)所需的材料與占地面積，增加了廠家的利潤(rùn)收入，可以在各大金屬零件加工廠中進(jìn)行推廣與使用。

[1]陳立新,郭文彥.工業(yè)機(jī)器人在沖壓自動(dòng)化生產(chǎn)線中的應(yīng)用[J].機(jī)械工程與自動(dòng)化,2010,(3).

[2]張冠武.自動(dòng)沖壓生產(chǎn)線的發(fā)展趨勢(shì)[J].金屬加工:熱加工,2012,(5).

[3]徐柏鴻.高強(qiáng)板車身零件熱沖壓成形技術(shù)[J].世界制造技術(shù)與裝備市場(chǎng).2015,(6).

U468.2+3

A

2096-2789（2016）11-0171-02