一種小型沖壓件全流程自動化生產模式

關鍵詞：小型沖壓件；全流程自動化；生產模式

0 前言

沖壓自動化技術是一種在金屬加工行業中廣泛應用的先進制造技術。它通過使用自動化設備和系統，將金屬板材或線材進行沖壓、切割、成型等加工操作，以實現高效、精確和重復性的生產過程。沖壓自動化技術的核心是沖壓機械。沖壓機械通常由沖床、模具和自動送料系統組成。沖床是用來施加壓力和速度的機械裝置，模具則是用來對金屬材料進行成型和切割的工具，自動送料系統負責將金屬板材或線材送入沖床，以保證連續的生產流程。以空調器接地片為例，對小型沖壓件沖壓和鉚接領域自動化生產模式，以及小型沖壓件預裝領域自動化生產模式存在的問題進行了分析。接地片組件的質量要求非常高，不允許存在任何質量異常，如漏鉚或螺釘未到位等問題。這是因為接地片組件直接涉及到電器設備的連接和接地，其質量問題可能導致電路不穩定、漏電等安全隱患。因此，在制造過程中必須嚴格控制每個組件的質量，并確保它們之間的連接牢固可靠。接地片組件的制造過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的位置；② 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 通過鉚接工藝將各個組件牢固地連接在一起，并進行標志以表示通過質量檢驗。

1 傳統生產模式缺陷

1. 1 人均效率低

小型鈑金沖壓件的沖速較高，這意味著在短時間內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程中，其生產效率普遍偏低，且容易造成生產節拍不均衡。這給公司在接地片組件生產上的人均效率帶來了極大的挑戰。沖壓件鉚接過程中可能需要進行多次操作，例如清洗、涂膠、定位、壓合等。每個環節都需要一定的時間和勞動力投入，這會降低生產效率。此外，由于沖壓件的尺寸和形狀各異，不同規格的鉚接件也會導致工序之間的不平衡，進一步影響生產效率。

1. 2 庫存浪費

在傳統生產模式下，由于每個工序的生產速度和效率不同，往往會導致庫存積壓。一些工序的完成速度比其他工序快，導致半成品堆積在生產線上，占用了寶貴的場地資源。這不僅增加了庫存成本，還影響了整體生產效率［2］。

2 小型沖壓件自動化生產模式

2. 1 小型沖壓件沖壓和鉚接領域

2. 1. 1 存在的問題

在小型沖壓件沖壓和鉚接領域的自動化生產模式中，沖壓件在沖壓過程中受到力的作用，會發生尺寸偏差和變形。對于精度要求較高的產品來說，這會導致裝配困難甚至無法正常使用。因此，如何減小沖壓件沖壓過程中的尺寸偏差和變形，提高產品的加工精度是亟待解決的問題。另外，沖壓和鉚接過程中存在噪聲和振動問題。沖壓和鉚接過程中，機械設備產生的噪聲和振動會影響工人的身體健康，并且對周圍環境產生污染。當前，雖然有一些噪聲和振動控制措施，但仍然不能完全消除這個問題。因此，如何減少沖壓和鉚接過程中的噪聲和振動，提高工作環境的安全性和舒適性是需要解決的問題。

2. 1. 2 解決措施

為了探討模內鉚接工藝在接地片上應用的可行性，對接地片的結構和下吊部分進行模擬分析。在經過多次試驗后，確定了使用帶模內鉚接功能的模具是可行的。將沖孔與鉚釘結合在一起，可提高半成品的生產效率，并最終取消手工鉚釘。另外，根據接地片式沖壓件及六角形螺母的特點，提出了多個工作臺的合理布置，以充分發揮新模具的半成品能力，如圖1 所示。在模內鉚接工藝的具體運用上，將該工藝分成2 個環節：一是給針裝置，二是鉚接裝置，如圖2 所示。近距離開關的應用，受模頭振動等因素影響很難實現。因此，1 個感光傳感器被安裝在該模具的進針口和鉚合部分。經實地考察，該方案具有可行性。在實際生產中，通過感光傳感器探測到六角形螺母出現卡釘、漏釘等“無釘”現象，可使系統自動停止工作，從而防止半成品出現漏縫等質量問題。該方法可有效改善產品的品質，提高產品的生產效率，降低手工鉚接工作量。該項目的實施可為相關行業的工藝優化和產品質量控制提供理論依據和技術支撐，具有重要的理論和實踐意義。

2. 2 小型沖壓件預裝領域

2. 2. 1 存在的問題

在預裝過程中，可以采用自動化設備來完成零件的貼標志和打螺釘處理。通過機器視覺系統可以精確地定位和識別零件，確保貼標志和打螺釘的準確性和一致性，避免員工操作不可控因素帶來的質量異常，提高產品的一致性和質量穩定性［3］。

在自動化預裝后，可以引入智能質檢技術進行全面檢測。利用圖像識別、機器學習等技術，對預裝后的成品進行檢測和判定。可以檢測漏打、貼歪等質量異常，并及時報警和剔除不合格品，以確保產品質量符合要求。這樣可以減少人工全檢頻次，節省人力資源，并提高質檢效率和準確性。

2. 2. 2 解決措施

通過對接地片預組裝過程中存在的質量異常現象的實地調查，提出采用自動化生產模式來改善接地片預組裝過程中的質量問題，從而提高接地片的質量。在實際的加工中，利用多工位機械臂協作的工作模式，替代傳統的手工直接工作。通過對機械臂編程的靈巧優化，結合機械臂的傳感方法，成功地解決了“打螺絲”不到位造成的質量異常問題。為了進一步減少異常率，又添加了光電探測與鄰近切換探測相互配合的方法，實現了多重探測。當發現異常情況時，采取了一系列措施，即通過報警提醒、聯動檢驗和自動檢出等方式，及時通知相關人員，以確保異常情況得到及時處理，避免影響整個生產流程。

2. 2. 3 實施效果

為了解決檢測異常較多的問題，在利用機器人實現自動化生產的基礎上，采取了一系列措施來保證防錯的效果。其中，光電檢測和接近開關檢測是主要的檢測方式。在第1 臺機械臂將半成品放入模具內后，第2 臺機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關，能夠探測到通過模具的螺絲，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確安裝，避免螺絲松脫或者不夠牢固。另外，在機器人自動包裝完成后返回的過程中，對其進行了合理檢測。采用“靠近開關”二次檢驗方法，以保證包裝過程中產品無瑕疵、無差錯。若發現有不合格品，則由機械手自動將不合格品送至廢品箱內，進行二次加工或修理。在生產中加入光電檢測器和近場切換檢測器，可達到多重檢測的目的，極大地提高了產品的品質控制及預防差錯的能力。

3 結語

沖壓自動化技術在奇瑞汽車公司生產中發揮了重要作用。奇瑞汽車公司作為中國知名的汽車制造商，一直致力于提高生產效率和產品質量，而沖壓自動化技術正是其中的關鍵因素之一。沖壓自動化技術在奇瑞汽車公司的車身生產過程中得到廣泛應用。通過引入自動化設備和機器人，可以實現對金屬板材快速、準確的沖壓加工。這樣既可以提高工作效率，又可以減少因人工操作而產生的錯誤。同時，自動化設備能夠保證產品的一致性和精度，確保每個零件都符合設計要求。沖壓自動化技術還在奇瑞汽車公司的零部件生產中發揮著重要作用。通過自動化的沖壓設備，可以實現對各種復雜形狀零部件的高效生產。