冲压行业的自动化现状与趋势_论文_+王晓佳
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2024年冲压加工市场发展现状引言冲压加工市场是制造业中的重要组成部分,其在汽车、家电、电子产品等行业有着广泛的应用。
本文将对冲压加工市场的发展现状进行分析和讨论。
市场规模冲压加工市场在过去几十年中呈现出持续增长的趋势。
根据统计数据显示,全球冲压加工市场的规模已经超过1000亿美元,并且预计在未来几年内还将继续增长。
其中,汽车行业是冲压加工市场的主要需求方,占据了市场份额的50%以上。
技术创新冲压加工技术在过去几年中取得了长足的发展。
随着计算机辅助设计和制造技术的进步,冲压工艺的精确度和效率都有了大幅提高。
现在,冲压加工不仅可以满足传统产品的生产需求,还可以应用于复杂形状和高精度产品的制造。
此外,新材料的出现也为冲压加工带来了新的机遇和挑战。
竞争格局目前,全球冲压加工市场竞争激烈。
国内外众多企业通过提高产品质量和服务水平来争夺市场份额。
由于冲压加工技术门槛相对较低,市场上存在着大量的中小企业。
而大型企业则通过技术创新和资金实力来保持竞争优势。
需求变化随着消费者需求的不断升级,冲压加工市场也面临着一系列的需求变化。
新能源汽车、智能家居等新兴行业的兴起,对冲压加工市场提出了新的要求。
例如,新能源汽车对冲压零部件的重量、强度和耐磨性有着更高的要求,而智能家居产品则对外观和精度有更高的要求。
持续发展趋势未来冲压加工市场的发展将呈现以下趋势:1.自动化技术的应用:随着人工智能和机器人技术的发展,冲压加工生产线将实现更高程度的自动化,提高生产效率和产品质量。
2.绿色制造的推进:环保和可持续发展已成为全球关注的焦点,冲压加工企业将积极采取环保措施,降低对环境的影响。
3.创新材料的应用:新材料的不断涌现将为冲压加工带来更广阔的应用领域,提高产品的性能和质量。
4.高精度产品的需求增加:随着科技的不断进步和消费者需求的提升,对高精度冲压制品的需求将逐渐增加。
结论冲压加工市场的发展前景是乐观的,随着技术的进步和需求的变化,冲压加工企业将面临更多的机遇和挑战。
冲压磨具结构设计的自动化与智能化趋势随着科技的发展,自动化和智能化已经成为现代工业生产的重要趋势。
在冲压磨具的结构设计领域,自动化与智能化技术的应用也越来越普及。
本文将探讨冲压磨具结构设计的自动化与智能化趋势,以期提高生产效率和产品质量。
一、自动化设计带来的优势自动化设计是指通过机械、电子、控制等技术手段实现设备运行和生产过程的自动化。
在冲压磨具结构设计中,自动化设计可以带来以下优势:1. 提高生产效率:自动化设计可以减少人工操作,提高冲压磨具的生产速度。
通过自动化系统的集成,可以实现自动送料、自动调节和自动化控制等功能,从而大幅度提升生产效率。
2. 提高生产精度:自动化设计可以减少人为因素的干扰,提高冲压磨具的加工精度。
自动控制系统能够精确地控制冲压磨具的运动轨迹和加工参数,确保产品的一致性和稳定性。
3. 降低劳动强度:通过自动化设计,可以减少人工操作,降低劳动强度,提高工人的工作环境和工作效率。
二、智能化设计的发展趋势智能化设计是指通过人工智能、大数据、云计算等技术手段实现设备智能化。
在冲压磨具结构设计中,智能化设计的发展趋势主要表现在以下几个方面:1. 数据驱动的设计:通过收集冲压磨具使用过程中的数据,运用数据挖掘和人工智能技术,可以在设计阶段预测和优化冲压磨具的结构和性能。
2. 智能控制系统:智能化设计可以实现冲压磨具的自主学习和智能控制。
比如,结合机器视觉技术,使冲压磨具能够准确识别工件的位置和形状,自动调整操作参数,提高加工准确度和一致性。
3. 云计算和远程监控:通过将冲压磨具与云平台连接,可以实现冲压磨具的远程监控和远程操作。
工程师可以通过云平台对冲压磨具进行实时监测和维护,及时调整参数和处理故障,提高生产效率。
三、自动化与智能化的案例应用以下是一些自动化与智能化在冲压磨具结构设计中的案例应用:1. 自动送料系统:通过自动送料系统,可以实现冲压磨具的自动送料,减少人工操作和提高生产效率。
自动化技术在冲压生产中的应用及发展趋势
王晓辉
【期刊名称】《科技与企业》
【年(卷),期】2014(000)008
【摘要】随着国民经济和现代科学技术的不断的发展,冲压生产制品在我们的生活中应用的越来越广泛,需求不但体现在数量上,更主要的是在品质上。
冲压生产是我国工业生产的重中之重,冲压生产的技术水平决定着一个国家的工业水平是否先进。
本文介绍了目前自动化技术在冲压生产中的应用,并对未来冲压生产自动化技术的发展趋势进行了分析。
【总页数】1页(P107-107)
【作者】王晓辉
【作者单位】吉林省机电研究设计院吉林长春 130000
【正文语种】中文
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冲压模具技术的现状和发展趋势《冲压模具技术的现状和发展趋势》
嘿,咱今天来聊聊冲压模具技术这玩意儿哈!你知道吗,这冲压模具技术可太重要啦!
就说我有一次去一个工厂参观,那里面各种机器轰轰作响,我就看到那些师傅们在操作冲压模具呢。
哇,那场景可真是让我印象深刻。
有一个师傅特别专注,他就盯着那个模具,好像那就是他的宝贝似的。
然后他小心地把一块金属板放进去,“哐当”一声,瞬间就冲压出了一个形状特别规整的零件。
我当时就想,哇塞,这也太神奇了吧!就这么一下,一个完美的零件就出来了。
从那之后,我就对冲压模具技术特别感兴趣。
我了解到啊,现在这冲压模具技术发展得可真快。
各种新材料、新工艺不断涌现。
比如说吧,有些模具的精度那叫一个高,能做出特别精细的东西。
而且啊,自动化程度也越来越高,很多都不需要人一直盯着啦,机器自己就能干得特别好。
再说说未来的发展趋势,我觉得肯定会更加智能化。
说不定以后都能自己根据需求调整参数啥的,不用人去操心啦。
还有啊,肯定会更加环保,毕竟咱得保护好环境嘛。
总之呢,冲压模具技术可真是个有意思的东西,它在我们的生活中无处不在,从小小的零件到大大的汽车啥的,都离不开它。
我相信它以后会发展得越来越好,给我们带来更多的惊喜和便利!哎呀,我都有点迫不及待想看看它以后会变成啥样啦!。
冲压行业的自动化现状与趋势作者:王晓佳(华南理工大学机械与汽车工程学院机械类创新班,广东省广州市510006)摘要:冲压行业自动化使得产品质量更高,产量更多,工作环境更优等,这一系列的好处促进了人们对冲压行业自动化的研究.冲压行业的自动化现状与发展的趋势也倍受关注.关键词:冲压自动化机床生产线现状趋势中图分类号:1前言随着现代科学技术和计算机技术的高速发展,冲压行业领域也迅速发展.自上个世纪90年代以来,冲压自动化设备与技术不断发展更新,给冲压行业的发展注如新的活力,极大地促进了工业发展.2冲压装备自动化系统2.1概念冲压装备自动化主要是指材料供给、废料的排出、模具更换、冲床的调整与运转、冲压过程异常状况的监视等作业过程自动化,将这些技术应用到冲压生产流水线的相应环节从而实现冲压生产过程的自动化.2.2装备系统2.2.1拆剁装置拆垛装置位于冲压生产线的最前面,由拆垛机、清洗涂油机(可选模块)、片料定位装置等三大模块构成,因此,可把连续拆垛工艺要求展开处理,并且有可靠性高、生产效率高等突出优点.其中,拆垛机由堆垛交换车与磁力分层机构、拆垛机器人、双料检测单元构成;清洗涂油机由清洗模块与涂油模块(可涂拉延油或复合拉延脂)构成;片料定位装置由滚动传送料道、片料定位工作台和片料二次检测单元构成.拆垛机将垛料正确地分离成每一张片料,并连续拆垛,经双料检测后,由清洗涂油机清洗涂油后或直接传送至片料定位工作台定位,实现连续拆垛工艺流程.2.2.2上下料机器人上下料机器人水平轴运动驱动复合平行连杆式椭圆形机构,垂直轴运动驱动直线提升机构,水平轴、垂直轴运动由伺服电机通过同步齿型带和滚珠丝杠驱动拖板来完成,可实现由直线、圆弧构成的运动轨迹,以适应结构复杂的模具.采用复合平行连杆结构,这样既可保持未端姿态,又可增大刚度.在垂直轴运动驱动上配有气动平衡系统,以提高垂直轴运动的平稳性.覆盖件端持器具有很好的调整性及快换接口.图1 薄片工件的上料机构1、3—气缸2—滑座4—挡板5—料道6—上料杆 7—上料杆支座8—弹簧夹头(3)上料杆支座7右移,取出工件之后,气缸3立即动作将挡板4 关闭;(4)气缺缸1带动滑座2 后退复位;(5)上料杆支座7再次左移,将工件插入弹簧夹头8;(6)上料杆支座7右移回到初始位置.2.2.3传送装置传送装置又分为穿梭传送装置和翻转传送装置.穿梭传送装置物流方向的高速穿梭传送位移、低速侧向位移、低速斜角位移都由交流伺服驱动,因而,可把汽车覆盖件传送至任意一位置和角度,以满足其冲压工艺要求.其中,侧向位移运动分配在穿梭传送位移运动的下层,且倾斜角位移运动由交流伺服驱动蜗轮蜗杆机构实现,即可发挥蜗轮蜗杆机构反向自锁的特性,阻止抓取覆盖件的力逆向传动,又可实现大减速比传动,大大地减小高速穿梭传送的质量,降低电机功率,是本穿梭传送装置的突出优点.覆盖件端托架具有很好的调整性及快速接口.翻转传送装置是由两套穿梭传送装置的倾斜角位移驱动蜗轮轴水平旋转至与物流方向垂直后,配置气动央具构成的.两套梭传送装置的高速穿梭传送位移、低速侧向位移、低速倾斜角移都对应由交流伺服驱动同步模块控制,因此,翻转传送的穿梭位移,翻转角度、侧向位移及两套穿梭传送装置的气动夹具间距调整都可编程与示教,翻转空间大,可把覆盖件翻转传送至任意一位置和角度,以满足其冲压工艺要求,这是本翻转转送装置的突出优点.气动夹具具有很好的调整性及快换接口.2.3监控系统2.3.1控制系统结构以上述成套设备构成的自动化生产单元,控制系统结构框图如图2所示.冲压生产环境恶劣,振动、干扰情况严重,因此采用012作为系统控制器,完成系统的逻辑控制、单台设备的动作顺序控制、不同设备间的协调控制等.为与压力机高速生产节拍配合,机器人需要以较高的工作节拍工作,频繁加速、减速、启动、制动,由于交流伺服电机惯量小,加减速性能好,过载能力高,所以机器人的水平运动采用交流伺服电机驱动,垂直运动行程较短,采用气缸驱动;自动提升分层装置的提升机构由步进电机驱动;二次定位对中工作台、工件翻转装置的所有动作均采用气动驱动.图2 控制系统结构框图2.3.2监控系统实现的功能- 冲压线自动化的一般功能Ø 1包括拆垛小车的运行管理、线尾皮带机运行管理.由于线尾皮带机采用了变频调速,因此皮带机的速度按工艺要求进行调整.即在MP370上输入所需要的速度后,S7 PLC 就可以通过Profibus 将所设定的参数发送给变频器,变频器就可以驱动电机按最新的设定值进行运转.从而实现了针对不同尺寸的零件调整皮带机速度的功能.Ø 2信号指示灯的管理,分别管理线首操作台指示灯和单元指示灯.通过不同的指示灯的显示,可以很方便的知道生产线所处的状态,线首操作台指示灯分为6个状态,状态指示见表1:表1Ø 3生产参数管理,在生产线首的第一个显示屏上能够显示当前生产零件的批次号, 每班生产零件数量, 生产的小时节拍, 冲压线的瞬时节拍, 以及更换批次时间.位于冲压线线尾的第二个显示屏仅显示当班生产的零件数量.两个显示屏都连接在PROFIBUS 总线上,因此可以很方便的实现数据的更新,见图3压机和机器人之间的信号的交换和处理.图3 冲压线线尾的第二个显示屏部件 标签名称 状态/动作功能闪烁冲压线初始条件Ok(单元1到6已经OK ,等待 DCY) 保持亮冲压线自动运行(DCY)闪烁正在请求清空 保持亮冲压线已经清空闪烁冲压线安全门打开或没有重新锁定 保持亮导致生产线停止的故障 闪烁请求批次更换 保持亮 正在更换批次中 保持亮 冲压线处于质检停止中 保持亮 地下室废料线已停止运行-冲压线自动化的新增功能(较先进)Ø 1工艺参数的存储和自动换模功能所有生产零件的工艺参数均存放在MP370的配方当中,维修人员可以将配方保存在电脑中,另外也可以将配方组直接存储在CF卡上.这样当更换一个新的MP370后就可以直接将配方数据导入而不需要再次输入工艺参数了.当需要全线自动换模时,通过MP370页面上功能,在MP370内的零件表中选择需要生产的零件号,发送全线换模命令,生产线即开始自动换模.机器人的参数、压机的工艺参数全部自动调整和更换.图4是在HMI上的换模页面图4是在HMI上的换模页面Ø 2整线的管理功能包括单元的请求进入、循环结束停止、质量检查停止和冲压线排空等各种情况的处理Ø 3冲压连线的故障和报警的管理功能在冲压车间L6线(图5)项目中使用SIEMENS的PDAIG软件,提高了STEP 7标准软件采用LAD/STL/FBD语言在处理诊断功能方面的能力,这个诊断处理功能能够监视生产过程,察觉使用过程中的出现故障并提供相应的故障的ID和相关联的值发送到相连接的HMI操作面板上,通过在HMI上的诊断页面,就可以查看相应的发生故障的程序段和了解故障发生的原因.图5 冲压车间L6线-冲压线自动化的特殊功能以冲压车间L6线为例,在项目中使用了网络诊断功能,它是采用了SIEMENS公司诊断型中继器(Diagnostics Repeater)来实现的.诊断型中继器除拥有普通中继器的网段扩展功能外,还具有PROFIBUS网络监控功能,当PROFIBUS网络物理介质出错时,它可快速定位故障发生的地点及故障性质,包括:PROFIBUS中A线或B线断路/与屏蔽层间的短路、终端电阻缺失或无效的级联深度、网段节点过多或距离超出通信范围等.在STEP 7程序中调用FB125及其背景数据块DB125可以诊断系统中站点和模块的错误,FB125/DB125须由OB1/OB82/OB86进行调用.FB125在OB1/OB82/OB86中调用程序如下:CALL "DETAIL_DP_DIAG" , "DETAIL_DIAG_DB" // 调用FB125/DB125DP_MASTERSYSTEM := // DP主站的个数EXTERNAL_DP_INTERFACE:= // CPU集成的DP接口MANUAL_MODE := // 手动/自动模式选择SINGLE_STEP_SLAVE := // 转到下一个出错的DP从站SINGLE_STEP_ERROR := // 转到正在显示的DP从站的下一个错误RESET := // 系统初始化SINGLE_DIAG := // 读DP从站的诊断SINGLE_DIAG_ADR := // 设置单独诊断的从站地址ALL_DP_SLAVES_OK := // 系统中从站运行正常否SUM_SLAVES_DIAG := // 出错的从站的数目SLAVE_ADR := // 出错的从站的地址SLAVE_STATE := // 从站状态SLAVE_IDENT_NO := // 与SLAVE_ADR想关联ERROR_NO := // 与SLAVE_ADR对应的错误故障信息ERROR_TYPE := // 故障类别MODULE_NO := // 与SLAVE_ADR相对应的模块编号MODULE_STATE := // 与SLAVE_ADR相对应的模块状态CHANNEL_NO := // 与SLAVE_ADR相对应的模块的通道编号CHANNEL_TYPE := // 与SLAVE_ADR相对应的通道类型CHANNEL_ERROR_CODE := // 与SLAVE_ADR相对应的通道的错误信息码CHANNEL_ERROR_INFO_1 := , ; // 与SLAVE_ADR相对应的通道的错误类型1CHANNEL_ERROR_INFO_2 := // 与SLAVE_ADR相对应的通道的错误类型2DIAG_COUNTER := // 显示的DP从站的总数DIAG_OVERFLOW := // 诊断DP从站的总数大于32个,需执行RESETBUSY := // FB125正在诊断DP系统网络错误在MP370上的显示是标准页面,这些页面可从PROTOOL标准库中进行拷贝应用.站点状态显示页面见图6图6 站点状态显示页面2.4安全保护系统另外为保证生产的安全,防止因硬件故障或软件失误而造成机器人、压力机之间碰撞、干涉等事故的发生,控制系统中分别设计了一套硬件安全保护系统和一套软件安全保护系统.安全保护系统在系统程序运行时,监视由控制系统设立在压力机模具下方的干涉区域,按照运动规划及控制逻辑,系统正常运行时,在任一时刻,只有压力机滑块、上料机器人或下料机器人三者之一可以在干涉区域范围内,如果三者中任二者进入干涉区域,则会出现干涉或碰撞,此时安全系统发出安全监控报警信号,系统紧急停止3 冲压装备自动化的现状与发展趋势下面从压力机、自动送料系统和机器人搬运系统三个模块阐述冲压装备自动化的现状与发展趋势.3.1压力机现状与发展趋势3.1.1传统大型冲压生产线传统机械压力机在合模时冲击速度过高、公称力不能及时达到而不能冲压深拉延件的缺陷,90年代后期我国新建大型冲压生产线的拉深压力机开始采用多连杆技术,其主要优点是:(1)滑块拉延过程中速度慢且均匀,空行程运行速度快,生产效率高;(2)拉延深度大,最大深度可达320mm,而传统压力机只有70mm左右;(3)用较小的偏心距实现较大的滑块行程,更便于上下料操作;(4)拉延过程冲击力小,有利于提高模具使用寿命和零件成形质量.3.1.2单机联线自动化冲压线全线长度60m左右,具有冲压质量稳定可靠、生产安全性高和柔性好的特点.由于上下工位压力机的间距大,工件传输效率较低,生产节拍一般为6~9min-1,占用资金较少,在我国,经过过近年来的新建和传统冲压线联线自动化改造,大约10%的现存冲压生产线属于这种类型[3].近十年来,国外著名压力机供应商在全自动关键技术上又取得很大进展并得到成熟应用,例如全自动换模系统、拉伸垫数字控制技术和功能完善的触摸屏监控技术等,使单机联线生产效率逐年提升.全自动换模系统只需要操作人员在触摸屏上设置好模具号,模具更换的全过程由压力机自动完成,整个过程最多需要5min.全自动换模系统的主要功能包括:(1)平衡器与气垫压力自动调整功能;(2)装模高度、气垫行程自动调整功能,定位调整精度达0.1mm;(3)模具自动夹紧、放松功能;(4)高速移动工作台自动开进开出功能.目前,国内的济南二机床集团在上述关键技术上也有所突破,代表了国内压力机的技术领先地位[4].3.1.3大型多工位压力机大型多工位压力机是目前世界上最先进、最高效的板材冲压设备,它代表了目前车身覆盖件冲压成形的最高水平和发展方向.大型多工位压力机一般由拆垛机、大型压力机、自动送料系统和码垛系统等组成.其生产节拍可达16~25min-1,具有生产效率高,制件质量高的特点,特别适合汽车大批量冲压生产.国外多在我国,由于大型多工位压力机结构复杂,造价昂贵,占用资金非常大,并且柔性不及单机联线自动化线,目前能够用于大型覆盖件冲压的多工位压力机还是空白.3.1.4其他压力机目前国外还有一些压力机正处在研究和应用的前沿领域,比如伺服压力机和高速压力机等.以日本小松为代表的厂商已经制作出市场化的伺服压力机产品,其与常规压力机相比的优势为:(1)滑块行程按需调整,完全消除无效行程,生产效率超高;(2)运行过程实时调整滑块状态,精确到微米级,抑止产品毛刺出现,精度超高;(3)运行噪声大幅降低,过程振动也大幅减少,模具寿命提高,噪声超低;(4)可以设定滑块速度曲线和下死点停留等工艺需要的特殊工作模式,柔性超高;(5)无离合器,驱动部件较少,润滑油与电力损耗少,节能效果超强.高速压力机主要满足精密小型电子零件的冲压需求.日本电产京利、山田、爱西施等厂商的产品已经在生产中得到广泛应用,冲压节拍一般在800~1500min-1,目前冲压节拍为4000min-1的超高速压力机已经被开发出来.3.2 自动送料系统现状与发展趋势随着工业发展对冲压生产效率、精度、安全等方面提出的更高需求,冲压手工送料已逐步被自动化送料系统所取代,这也是实现多工位冲压的根本要求.3.2.1机械手自动化送料系统对于单机联线自动化冲压线,采用机械手送料系统是实现联线自动化的一种可行方案.其主要由数控上料手、取料机械手和穿梭小车组成,相邻两台压力机间的输送单元主要包括以下机构:(1)一个取料机械手配备对应工件的真空吸盘式端拾器,将工件从上位压力机中取出并放置在穿梭小车上;(2)一个穿梭小车沿着压力机间的固定轨道,将工件输送到下位压力机的上料手位置;(3)一个上料机械手配备对应工件的真空吸盘式端拾器,将工件从穿梭小车取出并放置到下位压力机中.上述自动化送料系统结构复杂,维修工作量大.德国米勒万家顿公司在最新一代用于摆杆式多工位压力机上的摆动横杆式输送机(Swingarm-Transfer)的基础上开发出快速横杆式输送系统(SpeedBAR).如图7所示,这种输送系统结构简单,输送效率高,可以实现模具和端拾器在单机联线自动化冲压线与多工位压力机之间的互换.国内已有主机厂采用这一自动送料系统,为国内冲压生产技术与欧美汽车工业接轨奠定了基础.图7 米勒万家顿SpeedBAR送料系统3.2.2多工位压力机自动送料系统多工位送料系统是一个类似移动臂的装置,主要作用是把冲压件从一个工位移到另一个工位.多工位送料移动杆沿着模区移动,它们是主要结构件,移动冲压件的端拾器就安装在这些结构件上.在汽车冲压车间,根据送料的传动方式,多工位送料系统主要有:机械送料、电子送料和组合式送料[9,10].根据工件的输送方式不同,多工位压力机送料系统又可分为:三座标式和真空吸盘式.近年来,随着多工位压力机“同时出多件”的工艺需求,真空吸盘式自动送料系统得到更多应用[11].例如:日本小松公司的新型多工位压力机较多采用真空吸盘式送料系统;德国舒乐公司广泛采用的横杆式“CrossBAR”也属于这种方式(如图8所示).图2 舒乐多工位压力机CrossBAR送料系统3.3机器人搬运系统现状与发展趋势由于单机联线自动化在侧围等大型覆盖件冲压生产中的独特优势,其与多工位压力机共存发展的局面将长期存在.其中,六轴机器人技术日趋完善,成本越来越低,使用也越来越普及,其高度柔性越来越显示出其优越性.更多冲压线开始配备机器人自动化搬运系统.在机器人自动化系统中,作为自动化输送系统的主要部分,机器人主要完成板料拆垛、各压机间的自动上下料、板件传送翻转等工作,以取代繁重、危险的人工操作.机器人通过控制系统保持与压机的随动和连锁,完成机器人的运动控制、气动与真空系统监控及安全防护等.机器人的末端安装有端拾器,用于执行抓取板件的功能.由于板件为薄壁件,适合采用真空吸附的工作原理抓取,真空吸盘布置在高强度合金或碳纤维材料制成的端拾器支架上,吸盘数量及其布置方式依据具体的板件而定.气路控制系统带有真空度检测传感器,通过检测吸盘内真空度判断板件是否吸附到位、搬运过程中板件是否掉落等.端拾器的结构与板件外形有关,因此不同的板件与不同的工位均需要配置不同的端拾器.近年来,为了克服六轴机器人搬运过程中板件的抖动以及进一步提高生产效率,机器人搬运系统开发出了旋转七轴和端拾器自动更换技术[12].旋转七轴技术是在机器人第六周轴上加装一个伺服控制旋转臂,实现工件在上下工位压力机间搬运过程中的平移,避免了以往工件因1800旋转而产生的抖动与脱落,便于机器人搬运过程的提速(如图8所示).图8 旋转七轴技术端拾器自动更换技术是在全自动换模过程中,机器人控制系统根据操作人员输入的模具号实现:(1)原端拾器在旋转台上的自动定置和接头自动放松;(2)旋转台1800转动,原端拾器转出工作区域,新端拾器转入工作区域;(3)机器人与新端拾器接头自动夹紧,迅速回到工作原点待命.整个过程在全自动换模过程中完成,从而大大缩短了非生产工时,提高了整线的生产效率.4总结与展望伴随着电子技术的发展,联机、联线、联网等技术得到了充分应用,冲压自动化技术得到长足发展,总结如下:工作环境更优冲压自动化系统将朝着功能更强大,安全性能更高,操作更灵活,工人的劳动强度更低,设备运行时的故障率更低,工作环境更优,劳动生产效率和自动化管理水平更高的方向发展.参考文献:1 赵瑜.董存贤.王玉山冲压生产线柔性自动化系统应用 -机器人RCBOT 2000(08)2 冲压自动化系统(机器人) -济南二机床集团有限公司3 西门子自动化产品在冲压控制系统中的应用–中国数控网4 邱继红.李伟成冲压自动化机器人成套设备 -锻压技术 2001年第2期5 段洪涛金属板材冲压装备自动化技术现状与发展趋势 -中国数控网6 弗戈在线 ABB冲压自动化系统 -中国数控网7 谢逸泉一套自动上料机构 -现代机械 2001 (2)。
金属板材冲压装备自动化技术现状与发展趋势近年来,随着经济社会的发展,金属板材冲压装备自动化技术在装备制造行业中得到越来越广泛的应用。
尤其是在高速发展的装备制造行业中,金属板材冲压自动化技术的发展也越来越快。
无论是新型加工技术、新型材料或者其他技术,都可以应用到金属板材冲压自动化技术中。
金属板材冲压自动化技术的发展可以从三个方面来介绍。
第一,金属板材冲压装备的自动化水平持续提高。
目前,新一代的数控与传动系统可以提高操作精度,有助于准确控制工件的加工尺寸及孔距。
同时,可以让金属板材冲压自动化技术具备更高的节拍率,使其能够进行更快速、更高效的加工。
第二,金属板材冲压装备的控制技术也在不断完善。
新一代的控制器可以实现多项工序的数控化,以及对原材料、板材等金属板材冲压加工的智能化控制。
这种控制技术的发展不仅有利于提升加工效率,而且有助于制造企业的降本增效。
第三,金属板材冲压自动化技术的智能化程度也得到大幅度提高。
新一代的智能控制系统可以实现对加工设备的故障预测和自动维修,也可以根据实时的加工状态和操作历史记录,进行自动优化调整,使加工质量始终达到最优状态。
- 1 -。
我国冲压设备的发展趋势1. 前言中国作为全球最大的冲压设备生产国之一,冲压设备的发展一直是国内制造业的重要组成部分。
随着技术的不断创新和市场需求的变化,我国冲压设备行业正经历着快速的发展和转型。
本文旨在探讨我国冲压设备的发展趋势,并分享对这一行业的观点和理解。
2. 考虑到我国制造业的需求,冲压设备正在朝着以下几个方面发展:2.1 自动化和智能化水平的提升随着人工成本的不断上升和劳动力资源的相对短缺,制造业需要更多的自动化和智能化设备来提高生产效率和质量。
冲压设备作为制造业中不可或缺的一环,也需要适应这一趋势。
未来,我国冲压设备将更加注重研发和应用智能化技术,以提高设备的灵活性、自动化程度和生产效率。
2.2 高速化和高精度化的发展随着市场对产品质量的要求不断提高,冲压产品的生产也需要更高的速度和更精确的成型。
冲压设备制造商正不断改进产品设计,并采用更先进的控制技术,以提高设备的生产能力、加工精度和稳定性。
未来,我国冲压设备将朝着更高速度和更高精度的方向发展,以满足市场的需求。
2.3 节能环保的要求随着全球环境问题的日益突出,节能环保已经成为重要的制造业发展方向。
冲压设备作为制造业中的能耗大户,需要在能源利用和废物处理方面做出努力。
未来,我国冲压设备将注重研发和应用更加节能环保的技术和材料,以减少能源消耗和减少对环境的影响。
3. 个人观点和理解我认为,我国冲压设备的发展趋势与国内制造业整体发展趋势是一致的。
随着科技创新和市场需求的变化,冲压设备行业正在经历着快速的转型和升级。
在未来,我相信冲压设备将更加注重智能化、自动化、高速化和高精度化的发展,以适应制造业的需求变化和市场的竞争。
在节能环保方面,我认为冲压设备制造商需要更加重视研发和应用节能环保的技术和材料,以提高设备的能源利用效率和降低环境污染。
这不仅符合国家对于环保发展的要求,也能为冲压设备行业创造出更加可持续的发展环境。
总结回顾:我国冲压设备的发展趋势明显是智能化、自动化、高速化和高精度化。
我国冲压模具行业发展现状及未来趋势分析1.引言冲压模具作为工业生产中不可或缺的一环,对于制造业的发展起着重要作用。
本文将对我国冲压模具行业的现状及未来趋势进行分析,以深入了解这个行业的挑战与机遇。
2.我国冲压模具行业的现状2.1 市场规模扩大我国是世界上最大的制造业国家,冲压模具需求量相应也很大。
近年来,随着汽车、家电等制造业的快速发展,冲压模具市场规模持续扩大。
据统计,我国冲压模具市场年均增长率达到了8%以上。
2.2 技术水平提升我国冲压模具行业在技术方面取得了长足的进步。
各种高新技术的应用,如计算机辅助设计、数控加工等,极大地提高了冲压模具的生产效率和质量。
同时,一些高端冲压模具产品开始逐渐取代进口产品,提高了行业竞争力。
2.3 企业结构调整冲压模具行业面临的激烈竞争和不断提高的市场需求,推动了企业结构的调整。
一些规模较小、技术较弱的企业被淘汰,而那些具备研发能力和市场竞争力的大型企业不断壮大。
行业内的兼并重组和资源整合也在加强,为行业的长期发展奠定了基础。
3.我国冲压模具行业未来的趋势3.1 精密化与高效化发展随着制造业的转型升级,消费者对产品精度和质量的要求越来越高,对冲压模具企业提出了新的挑战。
未来,冲压模具行业将朝着更加精密化、高效化的方向发展。
企业需投入更多的研发力量和资源,提升产品的精度和稳定性,以满足市场的需求。
3.2 智能化技术应用随着人工智能技术的快速发展,智能化冲压模具已经开始进入市场。
智能化技术能够提高生产效率和质量,减少人为干预,实现生产过程的自动化和智能化。
未来,智能化冲压模具将成为行业发展的一大趋势,推动冲压模具行业向数字化、智能化转型。
3.3 服务与创新能力的提升在激烈的市场竞争中,冲压模具企业需要提升服务水平与创新能力。
通过与客户的密切合作,提供个性化的解决方案,帮助客户降低成本和提高效率。
同时,企业需要注重研发创新,不断推出新产品和新技术,以保持市场优势。
4.总结我国冲压模具行业在规模扩大、技术水平提升、企业结构调整等方面都取得了显著的进步。
我国冲压设备的现状与发展引言冲压技术是一种通过模具将金属板材加工成所需形状的方法。
在制造业中,冲压设备被广泛应用于汽车、电子、家电等行业。
随着我国制造业的快速发展,冲压设备也得到了迅猛的发展。
本文将对我国冲压设备的现状与发展进行全面详细的介绍。
现状分析1. 市场规模我国冲压设备市场规模庞大,逐年增长。
根据相关数据统计,2019年我国冲压设备市场规模已超过500亿元人民币,并且呈现稳步增长的趋势。
2. 技术水平我国冲压设备的技术水平不断提高。
目前,我国已经具备了一定的自主研发能力,在关键技术上取得了很大突破。
例如,高速、高精度、多功能等方面均有所提升。
3. 品牌竞争我国冲压设备市场存在着众多品牌竞争。
其中,一些知名企业在技术实力、市场份额等方面具备一定的优势。
同时,一些新兴企业也在不断涌现,通过技术创新和市场拓展,取得了一定的成绩。
4. 国际竞争我国冲压设备在国际市场上也具备竞争力。
一些中国冲压设备品牌已经走出国门,进入国际市场,并在一些发达国家取得了良好的口碑和销售业绩。
发展趋势1. 自动化与智能化随着制造业的转型升级,冲压设备将朝着自动化与智能化方向发展。
自动化生产线可以提高生产效率、降低劳动力成本,并且减少人为操作带来的错误。
智能化技术则可以通过数据分析和预测,实现设备状态监测、故障诊断等功能。
2. 绿色环保环保意识的提高使得绿色环保成为冲压设备发展的重要趋势。
未来,冲压设备将更加注重节能减排、废料回收利用等方面。
同时,采用新材料和新工艺也将有助于减少对环境的影响。
3. 多功能一体化为了适应市场需求的多样化,冲压设备将朝着多功能一体化方向发展。
未来的冲压设备将具备更多的功能,能够完成不同形状、材料的加工,提高生产效率和灵活性。
4. 智能制造智能制造是冲压设备发展的重要方向之一。
通过与其他智能设备和系统的连接,冲压设备可以实现信息共享、协同作业等功能,提高生产效率和质量。
支持政策为了促进我国冲压设备产业的发展,政府出台了一系列支持政策。
冲压行业的自动化现状与趋势作者:王晓佳(华南理工大学 机械与汽车工程学院机械类创新班 ,广东省广州市 510006) 摘要:冲压行业自动化使得产品质量更高,产量更多,工作环境更优等,这一系列的 好处促进了人们对冲压行业自动化的研究.冲压行业的自动化现状与发展的趋势也倍受关 注. 关键词:冲压 自动化 机床 生产线 现状 趋势 中图分类号:1 前言随着现代科学技术和计算机技术的高速发展,冲压行业领域也迅速发展. 自上个世纪 90 年代以来,冲压自动化设备与技术不断发展更新,给冲压行业的发展注 如新的活力,极大地促进了工业发展.2 冲压装备自动化系统2.1 概念冲压装备自动化主要是指材料供给、废料的排出、模具更换、冲床的调整与运转、冲 压过程异常状况的监视等作业过程自动化, 将这些技术应用到冲压生产流水线的相应环节从 而实现冲压生产过程的自动化.2.2 装备系统2.2.1 拆剁装置 拆垛装置位于冲压生产线的最前面,由拆垛机、清洗涂油机(可选模块)、片料定位装置 等三大模块构成,因此,可把连续拆垛工艺要求展开处理,并且有可靠性高、生产效率高等 突出优点.其中,拆垛机由堆垛交换车与磁力分层机构、拆垛机器人、双料检测单元构成; 清洗涂油机由清洗模块与涂油模块(可涂拉延油或复合拉延脂)构成; 片料定位装置由滚动传 送料道、片料定位工作台和片料二次检测单元构成. 拆垛机将垛料正确地分离成每一张片料,并连续拆垛,经双料检测后,由清洗涂油机清 洗涂油后或直接传送至片料定位工作台定位,实现连续拆垛工艺流程. 2.2.2 上下料机器人 上下料机器人水平轴运动驱动复合平行连杆式椭圆形机构, 垂直轴运动驱动直线提升机 构,水平轴、垂直轴运动由伺服电机通过同步齿型带和滚珠丝杠驱动拖板来完成,可实现由 直线、圆弧构成的运动轨迹,以适应结构复杂的模具.采用复合平行连杆结构,这样既可保 持未端姿态,又可增大刚度.在垂直轴运动驱动上配有气动平衡系统,以提高垂直轴运动的 平稳性.覆盖件端持器具有很好的调整性及快换接口.图1薄片工件的上料机构1、3—气缸2—滑座 4—挡板 5—料道 6—上料杆 7—上料杆支座 8—弹簧夹头(3)上料杆支 后退复位;座 7 右移,取出工件之后,气缸 3 立即动作将挡板 4 关闭; (4)气缺缸 1 带动滑座 2(5)上料杆支座 7 再次左移,将工件插入弹簧夹头 8; (6)上料杆支座 7 右移回到初始位置.2.2.3 传送装置 传送装置又分为穿梭传送装置和翻转传送装置. 穿梭传送装置物流方向的高速穿梭传送位移、 低速侧向位移、 低速斜角位移都由交流伺 服驱动,因而,可把汽车覆盖件传送至任意一位置和角度,以满足其冲压工艺要求.其中, 侧向位移运动分配在穿梭传送位移运动的下层,且倾斜角位移运动由交流伺服驱动蜗轮蜗 杆机构实现,即可发挥蜗轮蜗杆机构反向自锁的特性,阻止抓取覆盖件的力逆向传动,又 可实现大减速比传动,大大地减小高速穿梭传送的质量,降低电机功率,是本穿梭传送装 置的突出优点.覆盖件端托架具有很好的调整性及快速接口. 翻转传送装置是由两套穿梭传送装置的倾斜角位移驱动蜗轮轴水平旋转至与物流 方向垂直后,配置气动央具构成的.两套梭传送装置的高速穿梭传送位移、低速侧向位移、 低速倾斜角移都对应由交流伺服驱动同步模块控制, 因此, 翻转传送的穿梭位移, 翻转角度、 侧向位移及两套穿梭传送装置的气动夹具间距调整都可编程与示教, 翻转空间大, 可把覆盖 件翻转传送至任意一位置和角度, 以满足其冲压工艺要求, 这是本翻转转送装置的突出优点. 气动夹具具有很好的调整性及快换接口.2.3 监控系统2.3.1 控制系统结构 以上述成套设备构成的自动化生产单元,控制系统结构框图如图2所示.冲压生产环境 恶劣,振动、干扰情况严重,因此采用012作为系统控制器,完成系统的逻辑控制、单台设 备的动作顺序控制、不同设备间的协调控制等.为与压力机高速生产节拍配合,机器人需要 以较高的工作节拍工作,频繁加速、减速、启动、制动,由于交流伺服电机惯量小,加减速 性能好,过载能力高,所以机器人的水平运动采用交流伺服电机驱动,垂直运动行程较短, 采用气缸驱动;自动提升分层装置的提升机构由步进电机驱动;二次定位对中工作台、工件 翻转装置的所有动作均采用气动驱动.图2 控制系统结构框图2.3.2 监控系统实现的功能 - 冲压线自动化的一般功能Ø 1 包括拆垛小车的运行管理、线尾皮带机运行管理.由于线尾皮带机采用了变频调速, 因此皮带机的速度按工艺要求进行调整.即在 MP370 上输入所需要的速度后,S7 PLC 就可以 通过 Profibus 将所设定的参数发送给变频器,变频器就可以驱动电机按最新的设定值进行 运转.从而实现了针对不同尺寸的零件调整皮带机速度的功能. Ø 2 信号指示灯的管理,分别管理线首操作台指示灯和单元指示灯.通过不同的指示灯 的显示,可以很方便的知道生产线所处的状态,线首操作台指示灯分为 6 个状态,状态指示 见表 1:状态/动作 部件 标签名称 功能 冲压线初始条件 Ok 闪烁 N°1 指示灯 绿色 冲压线自动 保持亮 闪烁 N°2 指示灯 白色 冲压线清空 保持亮 闪烁 N°3 指示灯 红色 冲压线故障 保持亮 闪烁 N°4 指示灯 橙色 N°5 指示灯 蓝色 N°6 指示灯 橙色 批次更换 保持亮 质检停止 废料线停止 保持亮 保持亮 正在更换批次中 冲压线处于质检停止中 地下室废料线已停止运行 导致生产线停止的故障 请求批次更换 冲压线已经清空 冲压线安全门打开或没有重新锁定 (单元 1 到 6 已经 OK,等待 DCY) 冲压线自动运行(DCY) 正在请求清空表1Ø 3 生产参数管理,在生产线首的第一个显示屏上能够显示当前生产零件的批次号, 每 班生产零件数量, 生产的小时节拍, 冲压线的瞬时节拍, 以及更换批次时间.位于冲压线线 尾的第二个显示屏仅显示当班生产的零件数量.两个显示屏都连接在 PROFIBUS 总线上, 因此 可以很方便的实现数据的更新,见图 3 压机和机器人之间的信号的交换和处理.图 3 冲压线线尾的第二个显示屏- 冲压线自动化的新增功能 (较先进) Ø 1 工艺参数的存储和自动换模功能 所有生产零件的工艺参数均存放在 MP370 的配方当中, 维修人员可以将配方保存在电脑 中, 另外也可以将配方组直接存储在 CF 卡上.这样当更换一个新的 MP370 后就可以直接将配 方数据导入而不需要再次输入工艺参数了. 当需要全线自动换模时, 通过 MP370 页面上功能, MP370 内的零件表中选择需要生产 在 的零件号,发送全线换模命令,生产线即开始自动换模.机器人的参数、压机的工艺参数全 部自动调整和更换.图 4 是在 HMI 上的换模页面图 4 是在 HMI 上的换模页面Ø 2 整线的管理功能 包括单元的请求进入、循环结束停止、质量检查停止和 冲压线排空等各种情况的处理 Ø 3 冲压连线的故障和报警的管理功能 在冲压车间 L6 线(图 5)项目中使用 SIEMENS 的 PDAIG 软件,提高了 STEP 7 标准软件采 用 LAD/STL/FBD 语言在处理诊断功能方面的能力, 这个诊断处理功能能够监视生产过程, 察 觉使用过程中的出现故障并提供相应的故障的 ID 和相关联的值发送到相连接的 HMI 操作面 板上, 通过在 HMI 上的诊断页面, 就可以查看相应的发生故障的程序段和了解故障发生的原 因.图 5 冲压车间 L6 线- 冲压线自动化的特殊功能 以冲压车间 L6 线为例,在项目中使用了网络诊断功能,它是采用了 SIEMENS 公司诊断 型中继器(Diagnostics Repeater)来实现的.诊断型中继器除拥有普通中继器的网段扩展 功能外,还具有 PROFIBUS 网络监控功能,当 PROFIBUS 网络物理介质出错时,它可快速定位 故障发生的地点及故障性质,包括:PROFIBUS 中 A 线或 B 线断路/与屏蔽层间的短路、终端 电阻缺失或无效的级联深度、网段节点过多或距离超出通信范围等. 在 STEP 7 程序中调用 FB125 及其背景数据块 DB125 可以诊断系统中站点和模块的错误, FB125/DB125 须由 OB1/OB82/OB86 进行调用. FB125 在 OB1/OB82/OB86 中调用程序如下: CALL "DETAIL_DP_DIAG" , "DETAIL_DIAG_DB" // 调用 FB125/DB125 DP_MASTERSYSTEM := // DP 主站的个数 EXTERNAL_DP_INTERFACE:= // CPU 集成的 DP 接口 MANUAL_MODE := // 手动/自动 模式选择 SINGLE_STEP_SLAVE := // 转到下一个出错的 DP 从站 SINGLE_STEP_ERROR := // 转到正在显示的 DP 从站的下一个错误 RESET := // 系统初始化 SINGLE_DIAG := // 读 DP 从站的诊断 SINGLE_DIAG_ADR := // 设置单独诊断的从站地址 ALL_DP_SLAVES_OK := // 系统中从站运行正常否 SUM_SLAVES_DIAG := // 出错的从站的数目 SLAVE_ADR := // 出错的从站的地址 SLAVE_STATE := // 从站状态 SLAVE_IDENT_NO := // 与 SLAVE_ADR 想关联 ERROR_NO := // 与 SLAVE_ADR 对应的错误故障信息 ERROR_TYPE := // 故障类别 MODULE_NO := // 与 SLAVE_ADR 相对应的模块编号 MODULE_STATE := // 与 SLAVE_ADR 相对应的模块状态 CHANNEL_NO := // 与 SLAVE_ADR 相对应的模块的通道编号 CHANNEL_TYPE := // 与 SLAVE_ADR 相对应的通道类型 CHANNEL_ERROR_CODE := // 与 SLAVE_ADR 相对应的通道的错误信息码 CHANNEL_ERROR_INFO_1 := , ; // 与 SLAVE_ADR 相对应的通道的错误类型 1 CHANNEL_ERROR_INFO_2 := // 与 SLAVE_ADR 相对应的通道的错误类型 2 DIAG_COUNTER := // 显示的 DP 从站的总数 DIAG_OVERFLOW := // 诊断 DP 从站的总数大于 32 个,需执行 RESET BUSY := // FB125 正在诊断 DP 系统 网络错误在 MP370 上的显示是标准页面, 这些页面可从 PROTOOL 标准库中进行拷贝应用. 站点状态显示页面见图 6图 6 站点状态显示页面2.4 安全保护系统另外为保证生产的安全,防止因硬件故障或软件失误而造成机器人、压力机之间碰撞、 干涉等事故的发生, 控制系统中分别设计了一套硬件安全保护系统和一套软件安全保护系统. 安全保护系统在系统程序运行时, 监视由控制系统设立在压力机模具下方的干涉区域, 按照 运动规划及控制逻辑,系统正常运行时,在任一时刻,只有压力机滑块、上料机器人或下料 机器人三者之一可以在干涉区域范围内, 如果三者中任二者进入干涉区域, 则会出现干涉或 碰撞,此时安全系统发出安全监控报警信号,系统紧急停止3 冲压装备自动化的现状与发展趋势下面从压力机、 自动送料系统和机器人搬运系统三个模块阐述冲压装备自动化的现状与 发展趋势.3.1 压力机现状与发展趋势3.1.1 传统大型冲压生产线 传统机械压力机在合模时冲击速度过高、 公称力不能及时达到而不能冲压深拉延件的缺 陷, 90年代后期我国新建大型冲压生产线的拉深压力机开始采用多连杆技术, 其主要优点是: (1)滑块拉延过程中速度慢且均匀,空行程运行速度快,生产效率高;(2)拉延深度大, 最大深度可达320mm,而传统压力机只有70mm左右; (3)用较小的偏心距实现较大的滑块行 程,更便于上下料操作;(4)拉延过程冲击力小,有利于提高模具使用寿命和零件成形质 量. 3.1.2 单机联线自动化冲压线 全线长度60m左右,具有冲压质量稳定可靠、生产安全性高和柔性好的特点. 由于上下工位压力机的间距大,工件传输效率较低,生产节拍一般为6~9min-1,占用 资金较少,在我国,经过过近年来的新建和传统冲压线联线自动化改造,大约10%的现存冲 压生产线属于这种类型[3]. 近十年来,国外著名压力机供应商在全自动关键技术上又取得很大进展并得到成熟应 用,例如全自动换模系统、拉伸垫数字控制技术和功能完善的触摸屏监控技术等,使单机联 线生产效率逐年提升. 全自动换模系统只需要操作人员在触摸屏上设置好模具号, 模具更换的全过程由压力机 自动完成,整个过程最多需要5min.全自动换模系统的主要功能包括: (1)平衡器与气垫压 力自动调整功能;(2)装模高度、气垫行程自动调整功能,定位调整精度达0.1mm;(3) 模具自动夹紧、放松功能;(4)高速移动工作台自动开进开出功能.目前,国内的济南二机床集团在上述关键技术上也有所突破,代表了国内压力机的技术领先地位[4]. 3.1.3 大型多工位压力机 大型多工位压力机是目前世界上最先进、 最高效的板材冲压设备, 它代表了目前车身覆 盖件冲压成形的最高水平和发展方向.大型多工位压力机一般由拆垛机、大型压力机、自动 送料系统和码垛系统等组成.其生产节拍可达16~25min-1, 具有生产效率高, 制件质量高的 特点,特别适合汽车大批量冲压生产. 国外多在我国,由于大型多工位压力机结构复杂,造价昂贵,占用资金非常大,并且柔 性不及单机联线自动化线,目前能够用于大型覆盖件冲压的多工位压力机还是空白. 3.1.4 其他压力机 目前国外还有一些压力机正处在研究和应用的前沿领域, 比如伺服压力机和高速压力机 等. 以日本小松为代表的厂商已经制作出市场化的伺服压力机产品, 其与常规压力机相比的 优势为:(1)滑块行程按需调整,完全消除无效行程,生产效率超高;(2)运行过程实时 调整滑块状态,精确到微米级,抑止产品毛刺出现,精度超高;(3)运行噪声大幅降低, 过程振动也大幅减少,模具寿命提高,噪声超低;(4)可以设定滑块速度曲线和下死点停 留等工艺需要的特殊工作模式,柔性超高;(5)无离合器,驱动部件较少,润滑油与电力 损耗少,节能效果超强. 高速压力机主要满足精密小型电子零件的冲压需求.日本电产京利、山田、爱西施等厂 商的产品已经在生产中得到广泛应用,冲压节拍一般在800~1500min-1,目前冲压节拍为 4000min-1的超高速压力机已经被开发出来.3.2 自动送料系统现状与发展趋势随着工业发展对冲压生产效率、精度、安全等方面提出的更高需求,冲压手工送料已逐 步被自动化送料系统所取代,这也是实现多工位冲压的根本要求. 3.2.1 机械手自动化送料系统 对于单机联线自动化冲压线,采用机械手送料系统是实现联线自动化的一种可行方案. 其主要由数控上料手、 取料机械手和穿梭小车组成, 相邻两台压力机间的输送单元主要包括 以下机构:(1)一个取料机械手配备对应工件的真空吸盘式端拾器,将工件从上位压力机 中取出并放置在穿梭小车上;(2)一个穿梭小车沿着压力机间的固定轨道,将工件输送到 下位压力机的上料手位置;(3)一个上料机械手配备对应工件的真空吸盘式端拾器,将工 件从穿梭小车取出并放置到下位压力机中. 上述自动化送料系统结构复杂,维修工作量大.德国米勒万家顿公司在最新一代用于摆 杆式多工位压力机上的摆动横杆式输送机(Swingarm-Transfer)的基础上开发出快速横杆 式输送系统(SpeedBAR).如图7所示,这种输送系统结构简单,输送效率高,可以实现模具 和端拾器在单机联线自动化冲压线与多工位压力机之间的互换.国内已有主机厂采用这一自 动送料系统,为国内冲压生产技术与欧美汽车工业接轨奠定了基础.图7 米勒万家顿SpeedBAR送料系统3.2.2多工位压力机自动送料系统 多工位送料系统是一个类似移动臂的装置, 主要作用是把冲压件从一个工位移到另一个 工位.多工位送料移动杆沿着模区移动,它们是主要结构件,移动冲压件的端拾器就安装在 这些结构件上.在汽车冲压车间,根据送料的传动方式,多工位送料系统主要有:机械送料、 电子送料和组合式送料[9,10]. 根据工件的输送方式不同,多工位压力机送料系统又可分为:三座标式和真空吸盘式. 近年来,随着多工位压力机“同时出多件”的工艺需求,真空吸盘式自动送料系统得到更多 应用[11].例如:日本小松公司的新型多工位压力机较多采用真空吸盘式送料系统;德国舒 乐公司广泛采用的横杆式“CrossBAR”也属于这种方式(如图8所示).图2 舒乐多工位压力机CrossBAR送料系统3.3 机器人搬运系统现状与发展趋势由于单机联线自动化在侧围等大型覆盖件冲压生产中的独特优势, 其与多工位压力机共 存发展的局面将长期存在.其中,六轴机器人技术日趋完善,成本越来越低,使用也越来越 普及,其高度柔性越来越显示出其优越性.更多冲压线开始配备机器人自动化搬运系统. 在机器人自动化系统中,作为自动化输送系统的主要部分,机器人主要完成板料拆垛、 各压机间的自动上下料、板件传送翻转等工作,以取代繁重、危险的人工操作.机器人通过 控制系统保持与压机的随动和连锁, 完成机器人的运动控制、 气动与真空系统监控及安全防 护等. 机器人的末端安装有端拾器,用于执行抓取板件的功能.由于板件为薄壁件,适合采用 真空吸附的工作原理抓取,真空吸盘布置在高强度合金或碳纤维材料制成的端拾器支架上, 吸盘数量及其布置方式依据具体的板件而定.气路控制系统带有真空度检测传感器,通过检 测吸盘内真空度判断板件是否吸附到位、搬运过程中板件是否掉落等.端拾器的结构与板件 外形有关,因此不同的板件与不同的工位均需要配置不同的端拾器. 近年来, 为了克服六轴机器人搬运过程中板件的抖动以及进一步提高生产效率, 机器人 搬运系统开发出了旋转七轴和端拾器自动更换技术[12].旋转七轴技术是在机器人第六周轴 上加装一个伺服控制旋转臂, 实现工件在上下工位压力机间搬运过程中的平移, 避免了以往 工件因1800旋转而产生的抖动与脱落,便于机器人搬运过程的提速(如图8所示).图8 旋转七轴技术端拾器自动更换技术是在全自动换模过程中, 机器人控制系统根据操作人员输入的模具 号实现:(1)原端拾器在旋转台上的自动定置和接头自动放松;(2)旋转台1800转动,原 端拾器转出工作区域,新端拾器转入工作区域;(3)机器人与新端拾器接头自动夹紧,迅 速回到工作原点待命.整个过程在全自动换模过程中完成,从而大大缩短了非生产工时,提 高了整线的生产效率.4 总结与展望伴随着电子技术的发展,联机、联线、联网等技术得到了充分应用,冲压自动化技术得 到长足发展,总结如下: 工作环境更优 冲压自动化系统将朝着功能更强大, 安全性能更高, 操作更灵活, 工人的劳动强度更低,设备运行时的故障率更低, 工作环境更优, 劳动生产效率和自动化管理水平更高的方向发展.参考文献: 1 赵瑜.董存贤.王玉山 冲压生产线柔性自动化系统应用 -济南二机床集团有限公司 –中国数控网 -锻压技术 2001年第2期 -中国数控网 -机器人RCBOT 2000(08) 2 冲压自动化系统(机器人) 4 邱继红.李伟成 5 段洪涛 6 弗戈在线 7 谢逸泉3 西门子自动化产品在冲压控制系统中的应用 冲压自动化机器人成套设备金属板材冲压装备自动化技术现状与发展趋势 ABB冲压自动化系统 一套自动上料机构 -中国数控网 -现代机械 2001 (2)。