論沖壓裝備自動化及時的現狀及發展趨勢

彭島

摘 要：隨著國家經濟的快速發展，廚電行業的發展也越來越快，市場需求量也越來與大，沖壓裝備的自動化技術需求也越來越高。作為工業裝備當中極為重要的組成部分，沖壓裝備在廚電制造業當中的使用非常普遍。本文對沖壓裝備自動化的現狀以及發展趨勢進行簡要分析。

關鍵詞：沖壓裝備；自動化；現狀；發展

隨著行業發展速度加快，相關的板材加工工藝以及相關設備也快速革新。根據數據顯示，50%的廚電零部件都使用板材做為原料，由此可見沖壓裝備在制造業當中所能發揮出的巨大作用。沖壓裝備的自動化主要集中在材料供給、換模等工序上，主要應用于流水化作業當中，這也是自動化生產的主要目標。

1、壓力機應用現狀與發展

1.1大型多任務位壓力機

廚電大型外觀件生產過程中，大型多任務位壓力機的使用，成為了當今生產制造也當中最為高新的技術。這種設備的生產速度能夠超過手工送料的5倍，并且能夠在質量和穩定性上遠超手工送料，非常適用于大批量生產當中。由于這種設備的結構復雜，并且制造價格較高，柔性相對較差，因此在國內并未投入大型外觀件的生產制造當中。

1.2大型沖壓生產線

一般情況下，廚房電器板材主體為外觀覆蓋件、內置構件，大型沖壓生產線是常用設備。20世紀末，該生產線通常將機械壓力機作為主機，設置翻轉裝置，借助人工、機械方式組成流水線，這種相對典型的系統在國外使用近半個世紀。我國，將近90.0%左右的生產線為這階段產品。隨后，為有效規避各種缺陷，建立了新型的多連桿技術，其優勢為：滑塊均勻、速度緩慢，運行速度快；深度大，最大達百米以上；使用較小的偏心距也能滿足大滑塊行程需求，方便操作；拉延時產生的沖擊力小，便于提高零件質量，延長模具使用期限。

1.3單機聯線沖壓線

單機聯線沖擊線應自動化特征的存在，近年來發展迅速，并發展成廚房電器沖壓件沖壓的主要技術之一。該設備有5-6臺壓力機，配備翻轉車、機械手等，長度達幾十米，具有柔性好、質量可靠等優勢。然因操作中上、下壓力機距離遠，間接降低傳輸效率。單機聯線沖壓線使用資金少，多適用于外觀覆蓋件的生產。

近幾年，壓力機在自動化的基礎上又獲得進展，比如自動化換模系統、觸屏監控技術等，從某種程度上提高單機聯線設備生產率。其中，自動化換模系統僅需工作人員提前設置模具號，就能由壓力機自動完成整個換模工作，時間不超過5分鐘，具體功能為：自動調節氣墊壓力，自動調節裝模高度，精準定位。

1.4其他壓力機

上述壓力機多用于廚房電器大件的沖壓，此外，國外也有部分壓力機正處于研發階段，比如高速壓力機、伺服壓力機等。以日本的伺服壓力機為例，和常規的壓力機相比，其優勢包括：可按需調整滑塊的行程，從根本上消除無效行程，提高生產效率；運行噪聲下，振動少，模具壽命長；運行期間能實時調整滑塊，精確到微米，預防毛刺產品；可設定滑塊曲線、死點停留等特殊的工作模式，減少電力耗損量，增強節能效果。而告訴壓力機只能滿足小型、精密的零件沖壓需求。

2、自動送料系統現狀與發展

隨著工業化水平的提高，對沖壓生產安全性、效率提出的要求越來越多，自動化的送料操作也開始取代手工送料，這是滿足多任務位沖壓需求的基本要求。

2.1多任務位自動送料系統

該系統類似于搖臂裝置，其作用是移換沖壓件工位。送料移動桿沿著模具區移動，是主要的構件，端拾器就安裝該構件上。廚房電器零件生產車間中，根據送料的傳送方式，可分為電控自動送料、機械控制送料等。同時，因工件傳送方式的不同，送料系統也不同。隨著近年出多件工藝需求的提出，真空吸盤自動化的送料系統被廣泛應用。

2.2機械手自動送料系統

針對單機聯線沖壓線，借助機械手自動送料系統是滿足自動化操作需求。該系統由輸送裝置、上料手等組成，相鄰壓力機的傳輸單元和機械手對應的端拾器，將工件從壓力機中取出，放置在輸送裝置上；輸送裝置沿著固定軌道，將工件傳送至上料處；上料機械手對應的端拾器，從輸送裝置上取出工件后，放置在壓力機上。上述操作過于復雜，維修難度大。為有效解決上述問題，德國在該基礎上研發出快速橫桿式傳輸系統，具有操作簡便、傳輸率高的特征，能實現端拾器、模具在沖壓線、壓力機中的互換。

3、機器人搬動系統現狀與發展

因單機聯線所具備的獨特性，其和壓力機的共存發展將長期存在。其中，機器人技術不斷完善，成本減少，更多的沖壓線開始配備該系統。機器人自動化的搬動系統中，機器人作為主要部分，需要完成自動化上下料、傳送等工序，以取代傳統的人工操作，節約工作時間，減輕工作量。并且，機器人還能通過自身的控制和壓力機保持聯系，完成控制運動、安全防護等工作。因大多數零件屬于薄壁件，多使用真空吸附原理操作，能在高強度的合金基礎上制成支架，吸附數量、設置方式根據板件情況確定。另外，因端拾器結構和板件外形關系密切，故需在不同工位、板件配備不同端拾器。報告顯示，德國舒勒橫桿機器人就是使用的新型自動化設備，將機器人、橫桿技術有效結合一起。該系統包含機器人，通過縱向軸、端拾器支架開拓展附加軸。同時，還經由壓力機柱縱向軸水平移動。

雖六軸機器人系統有著諸多優勢，但仍存在搬運期間板件抖動現象，為更好解決該問題，提高生產率，研發出七軸、端拾器的自動更換技術，也就是在原六軸基礎上安裝旋轉臂或移動臂，以在滿足工件水平移動需求的同時，規避以往的工件旋轉抖動、脫落現象，提高搬運速度。該自動更換技術在自動化的換模過程中，控制系統作用根據輸入的模具號實現：原有端拾器在旋轉臺的接頭、自動裝置上放松；旋轉臺180度轉動后，能使端拾器移出工作區域，讓新的端拾器進入；新端拾器、機器人自動夾緊，并在短時間內返回工作區域待命。整個操作都是在自動化的換模中完成的，有效縮短工作時間，提高生產效率。

4、小結

綜上所述，隨著近年電子技術和信息技術的不斷發展，各種新型技術得以應用，特別是板材沖壓裝備自動化技術，對于保證零件質量，提高生產效率意義重大。本文通過對沖壓裝備自動化技術進行分析發現：多任務位壓力機、單機聯線沖壓線是沖壓裝備技術的主要發展趨勢，但多任務位壓力機并未用于外觀覆蓋件沖壓中，這是我國和歐美國家的差距；通過我國的多年改造、研發，將近10.0%的沖壓線實現了單線、自動化目的，部分沖壓線開始使用先進性的傳輸系統，為我國沖壓技術和歐美國家接軌提供保障。

參考文獻

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（作者單位：華潤建筑有限公司）