汽车自动化冲压生产线装备

引言：

汽车工业是国民经济的支柱产业，冲压成形是汽车四大工艺之首，在汽车工业中占据重要地位。冲压自动化系统是专门为压力机生产线实现冲压自动化而设计的。传统人工冲压生产线，虽然在建设初期投入相对较小，但随着市场需求的扩大，其固有效率低下、产品质量稳定性较差、人工劳动强度高且存在不同程度的安全隐患等缺点越来越影响企业的发展。冲压自动化生产线恰好可以让这些问题得到解决。

一、冲压自动化生产线的性能特点1.开卷机与校平机的性能特点

在汽车零件高速落料冲压自动化生产线中，开卷机具有自动定位的性能特点，通过在开卷机侧边定位控制装置（控制装置主要由伸缩挡板、液压缸、接近开关、位移传感器等部件所组成），于生产过程中可根据来料规格自动设定参数，并发出相应的指令，从而保证钢卷上料后与安装在压力机中的模具在同一中心位置，最终达到钢卷停留准确、缩短上料辅助时间、提高生产效率的目的。而校平机所具有高精度、高速度性能，主要是因为其所采用的校平方式为多辊校平方式，通过板料反复变形来去除应力，以获得板料的平整度，最终达到校平机精度高、速度快的效果。

2.伺服送料系统的性能特点

在汽车零件高速落料冲压自动化生产线中，伺服送料系统同样也具有高精度、高速度的性能特点。首先，伺服送料系统是由电脑闭路式回授系统所控制的，由于其具备的高科技、先进化理念，在汽车零件实际的生产制造过程中，可将精度控制在1mm 以内，于此同时，伺服送料系统还结合应用了测量辊与数字式伺服电机，这样一来，又进一步提高了送料精度，使送料精度能够达到0.3mm 左右。其次，送料机构的滚轮采用中空式结构，其所具有的回转惯性小、重量轻耐磨损、寿命长、表面硬度强等特点，进一步的提高了汽车零件的生产制造质量与效率。再次，伺服送料系统还配备有高效率的放松装置，其能够达到配合冲床之凸论讯号以及简单之料厚调整的目的，这就更加显示出高速落实冲压自动化生产线所应用的伺服送料系统，在调节控制方面比其它机械式送料机操作更简单、更方便的优势。

3.工作台的性能特点

在汽车零件高速落料冲压自动化生产线中所应用的工作台，本身就具有良好的耐腐蚀性、耐脏性、抗冲击性及承重能力强等特点，并可以配合不同的使用要求。其次，该自动化生产线的工作台整体还具有自动升降、锁紧等性能特点，其可以利用涡轮、蜗杆等自动升降机构，随意调整工作台高度，这样一来，不论压力机冲压模具的规格如何变化，均可以实现板料由传输带顺利的输送。此外，通过在工作台与升降机构之间设置锁紧系统，使该装置能够利用液压缸控制一组碟簧，实现工作台在长降调整时放松，在调整到位后锁紧的效果，从而有效保证的板料输送过程中工作台进行升降调整时的稳定性与安全性，并进一步的提高了整条生产线自动化生产的程度

二、冲压线自动化的设计

1、冲压线自动化选型考虑因素

在拆垛系统、自动传输系统和线尾出料系统中选择组合的过程，冲压自动化的选型受多方面因素影响，在满足产量和冲压质量的前提下寻求效率和投资收益率最大化。（1）产能核算是选型前必需工作

产能核算结果直接决定生产线种类及投入数量，也就直接影响投资。产能核算影响因素：生产节拍（SPM）、综合故障率（由设备工装故障及生产组织等问题造成的停线时间比例）与单次换模时间等。

（2）冲压实际状况和投资预算

根据预算选择合适的拆垛系统，如仅有一条冲压线，冲压质量有清洗需求，则需要配备在线清洗机，如果有离线清洗设备且清洗能力可供应冲压需求，就没有必要选择自动化中加入在线清洗机。如果冲压线产品结构复杂，异形件较多可以考虑光学对中，可有效降低成本和提升效率。如果产品结构简单，批量较大，且对中效果要求较高，可以考虑机械对中。如果投资预算有限且对对中精度要求不高，可以配置重力对中台。

（3）出于对自动传输系统考虑

自动传输系统的不同为区别自动线系统不同的重要部分，根据冲压实际状况和投资预算选择合适的传输系统。根据事业计划分解冲压计划，明确冲压能力需求，确定冲压生产线配置。由于自动化不能脱离压力机单独使用，所以在自动化方式的选择上也要综合考虑压力机的投资。自动化的价格远低于冲压线价格，所以不要因为自动化跟不上压力机的能力而浪费压力机的投资。（4）老线改造综合考虑

汽车自动化冲压生产线装备

孟祥余1　范　垒2

身份证号：120225************；身份证号：170625198709090812

长城汽车股份有限公司天津哈弗分公司　天津　700462

摘　要：汽车自动化生产中的安全控制技术的运用主要体现在软件系统和硬件系统的设计和实施上，尤其是在汽车生产的冲压车间中，自动化控制体系的安全技术对汽车的生产质量起着重要的影响，提高自动化安全控制水平也是增大企业经济效益的前提。

关键词：汽车自动化；冲压生产线中图分类号：F407 文献标识码：A

第5卷　第12期2015年4月

如果是老线改造，必须建立在压力机间距、滑块行程、模具自动化状况的基础上，选择相匹配的自动化方式。

2、冲压自动化选型技术要求

（1）滑块行程。必须保证上下料机械手抓取工件水平运动过程中端拾器与上模最低点及下模最高点保持足够的安全空间。（2）模具闭合高度及细节。同一生产线模具闭合高度相差不宜过大（最好一致）；下模尽可能装有制件到位传感器；模具安装槽的位置尽量统一（可以减少自动夹紧器的数量，降低成本）；废料能够顺利排出工作台外（部分排料困难位置加冲顶装置）；成形类模具配备制件顶松装置（如弹顶销或顶出气缸）和避免出现较大的斜楔机构，尽量多采用旋转斜楔。（3）毛坯料垛的规整程度。对钢板毛坯料垛的规整程度有更为严格的要求。如果料垛不够整齐，会造成磁力分张效果差（易产生双料现象），拆垛机械手抓取板料位置不够准确等问题。

三、汽车自动化生产系统应用

1、单臂和双臂横杆式传送机构

单臂和双臂横杆式传送机构采用线性传输和同步技术，是串联压机线自动化传送最快选择。此结构不拘泥于机械手的二维坐标形式，其特殊的机构专用于压力机间板料输送，一套压力机间输送机构最多包含十几个伺服电动机轴。

同步运动控制。同步运动控制可以实现两台机器之间的协同运动。在冲压自动化设备中，同步控制可以实现压力机之间的同步，压力机与快速送料机构之间的同步，使整个冲压生产线达到最大生产效率。同步技术中滑块运行速度较单次运转速度低，有利于提高拉深质量和模具寿命、降低噪声、相位差运行节约能力减少电网冲击。

2、机器人技术的运用

随着汽车工业的发展，科研人员将人工机器人应用于冲压生产中。车身冲压原材料由原来的以板材为主、卷料为辅朝着以卷料为主、板料为辅的方向发展。毛坯下料设备由原来的普通剪板机过渡到现已基本实现开卷落料的自动化装置。机器人这一高新技术产品，承担了从卷材与堆垛到零部件的码垛；从提供控制系统到企业ERP；从设计到生产支持与效率优化的全盘工作。机器人的运用不仅代替人完成一些人类不可能完成的工作，而且可以减少生产中的失误率和危险性，生产效率、产品质量和材料的利用率都得到了很大的提高。

机器人搬运在冲压线的特点是：整线结构简化，可实现自动端拾器更换，大幅提高了作业的安全性。机器人通过端拾器和运动轨迹的调整，更加柔性化，产品适应性强。由于机器人加工线机器人取放料精度要求较高，故在安装冲压机及机器人时建议加装固定桩，并用化学膨胀进行固定更为稳。冲压机上可设计安装积油盒，防止加工时由于油脂的滴落引发的加工不良或是抓取误操作。废料箱放置平台下安装滚轮，一方面抽屉式推取节省了用地面积，另一方面也方便废料的拖取、起重机的吊运。

四、结束语

综上所述，汽车冲压自动化生产线设备的选型需要综合考虑产能与产量、产品结构、压力机与模具参数状况等因素，选择相匹配的自动化方式，寻求投资收益最大化。

参考文献：

[1]米燕，于正永.基于嵌入式微控制器的汽车自动化安全控制[J].电脑知识与技术，2011（25）.

[2]张德虎.长安福特马自达汽车冲压生产线安全风险评价研究[D].重庆大学，2012.

第5卷　第12期

2015年4月

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