冲压厂如何打造自动化冲压生产线【实例分析】

冲压厂如何打造自动化冲压生产线【实例分析】

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板材成形技术与汽车、航空、航天工业的发展紧密相连，在生产中为了满足板材零件形状、尺寸、精度、批量、原材料性能要求，需要借助冲压加工来实现。冲压加工是借助于常规或专用冲压设备的动力，使板料在模具中直接受力，并发生物理变形，从而获得一定的形状、尺寸和性能的产品零件生产技术。目前冲压加工已经成为制造业先进技术的重要组成部分。

随着人们消费水平的日益提高，国民对汽车的需求量加大，质量要求也更高，这对汽车生产厂商提出了更高的要求。冲压加工作为整车生产的重中之重，成为企业提高生产效率的关键突破点。一个合格的冲压件由冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料冲压加工而成。而在传统的冲压生产中，还是依赖人工取放料，这样做不仅效率低、精度差、劳动强度大且安全性无法保证。因此，冲压自动化成为企业提高生产效率、稳定产品质量的必由之路。

大多数的冲压生产厂依靠订单驱动生产，一小部分来自于自备货需要。它们的共同点是产品大都是小型的金属件，产品种类多而杂，订单熟练从千到万不均等，还会面临着某些产品重复生产的尴尬处境，企业的冲压零件还是依靠计件制，这样使得企业很难掌握产品的生产进度、材料的利用率、人工效率的控制等。因而，冲压自动化的出现，消除了企业这些弊端。能够减少统计对人工的占用，当客户投诉时，可以反追查生产过程、用料、采购方面的记录。

冲压自动化取放料系统具有不间断、效率高、无间歇的特点，能够代替比较繁杂、低效的手工冲压系统，在很大的程度上保证了工业生产过程中的安全性和平稳性上，大大的减轻工业加工的人员的工作强度，提升工业生产人员的产品加工效率。

冲压自动化生产线一般包括压力机和自动化系统，其中冲压自动化系统通常包含拆垛系统、自动传输系统及线尾出料系统三个部分。冲压自动化生产线的实现，主要有机械手式和机器人式两种形式。其中，工业机器人作为可靠性强、灵活性高、安全性好，并且运行方便的一种新型的机械设备在冲压自动线上的运用，对汽车制造具有重要的作用

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冲压自动化上下料类型

一、多机连线机械手

分为滑块同步模式及滑块自由模式，一般适用于产量要求较大且品类众多的小型冲压件.

二、多机连线机器人

一般适用于外观和成形性要求较高的大型冲压件（汽车件等）

机器人冲压自动化生产线的一般构成

典型的机器人冲压自动化生产线包含以下部分：机器人、电控系统、拆垛装置、过渡皮带、板料清洗机、板料涂油机、对中台、线尾码垛系统、安全防护系统及机器人

端拾器。具体布置方式可以根据生产车间的面积进行调整，如拆垛车的开出方式既可以与冲压线平行也可以与冲压线垂直。

1. 冲压机器人

冲压生产用机器人除了要求负载大、运行轨迹精确及性能稳定可靠等搬运机器人所共有的特性，还要满足频繁起/制动、作业范围大、工件尺寸及回转面积大等特点。各个厂家的冲压机器人都在普通搬运机器人的基础上加大了电动机功率及减速机规格，加长了手臂，并广泛采用棚架式安装结构。

2. 机器人冲压自动化线控制系统

机器人冲压自动化系统需要集成压力机、机器人、拆垛机、清洗机、涂油机、对中台、双料检测装置、视觉识别系统、各种皮带、同步控制系统、安全防护系统及大屏幕显示，并具有无缝集成进工厂MES系统的能力。为了把如此多的智能控制系统有效集成，一般采用以太网与工业现场总线二级网络系统，其中现场总线系统可能同时搭载安全总线。

3. 拆垛系统

目前常见的拆垛系统有三种，分别是专用拆垛机/机器人拆垛小车/桁架式机械手拆垛小车。

（1）专用拆垛机

其结构特点是垛料放置在可移动液压升降台车上；垛料高度依靠与光电传感器与液压系统控制，保持恒定；磁力分张器依靠气动或电动驱动自动贴近垛料；采用气缸驱动、矩阵布置的真空吸盘组进行拆垛，真空吸盘组垂直运动；拆成单张的板料采用磁性皮带传输。

（2）机器人拆垛小车

其结构特点是垛料放置在可移动的拆垛小车上；垛料高度不控制，拆垛时依靠计算的板料厚度自动调整机器人吸料高度；磁力分张器支架安装在拆垛小车上，支架可平移并具有多个可自由旋转的调整关节，更换垛料时人工将磁力分张器靠在垛料周边；拆垛用真空吸盘组及双料检测传感器安装在机器人端拾器上；拆成单张的板料由机器人放置在可伸缩过渡皮带上进行传输。

（3）桁架式机械手拆垛小车

其结构特点是垛料放置在可移动的拆垛小车上；垛料高度不控制，拆垛时依靠计算的板料厚度自动调整机械手吸料高度；磁力分张器支架安装在拆垛小车上，支架可平移并具有多个可自由旋转的调整关节，更换垛料时人工将磁力

分张器靠在垛料周边；拆垛用真空吸盘组及双料检测传感器安装在桁架式机械手端拾器上；拆成单张的板料由机械手放置在可伸缩过渡皮带上进行传输。

（4）可伸缩皮带机

可伸缩皮带机用于拆垛完成后单张板料的传输，它可以为板料提供穿过清洗机所需的移动速度。皮带机的速度一般为变频控制，以保证与后续清洗机、涂油机的同步。皮带长度可调整，以填补不进行板料清洗、清洗机离线时的空间。

（5）板料清洗机

可伸缩皮带机用于拆垛完成后单张板料的传输，它可以为板料提供穿过清洗机所需的移动速度。皮带机的速度一般为变频控制，以保证与后续清洗机、涂油机的同步。皮带长度可调整，以填补不进行板料清洗、清洗机离线时的空间。

随着客户对汽车表面质量的要求越来越高，在冲压成形前对覆盖件板料进行清洗已经成为汽车厂的标准工艺。根据产量大小，板料清洗可以分为在线清洗和离线清洗两种工艺：离线清洗适用于投产初期，单车型产量较低的企业，一条板料清洗线可以供应2～3条冲压线，离线清洗机的规格一般宽度为2m；在线清洗适用于批量较大的企业，为适应轿车整体侧围的尺寸，在线清洗机的规格一般宽度为4.2m。

清洗机由引料辊、毛刷辊及挤干辊组合的辊系，动力及传动系统、液压调整机构，清洗过滤系统，集束喷管组件，油雾收集器，润滑系统，行走机构，以及电气控制系统等组成。主要用于标准板材、未涂层、镀锌板以及铝板等板料、卷料的清洗。清洗机具有自行走机构，在不需要清洗工序时，整机可沿地面轨道开出。

引料辊、毛刷辊、挤干辊各自具有独立的压力调整与变频驱动机构，通过精确调整压力与速度，可以保证磨损、维修后的辊系与生产线保持同步。挤干辊采用无纺布层压布辊，以提供良好的挤干和张紧性能，并具有防擦伤和自愈功能。清洗油箱具有加热系统，可以使清洗介质在不同环境温度下使用并达到最佳涂油效果。电气系统采用具有现场总线通信功能的PLC控制，通过触摸屏人机界面可以进行参数设定、故障诊断。

（6）板料涂油机

为了保证板料在较高速度下拉延成形时的质量，在冲压成形前对板料进行局部涂抹拉延油是汽车厂常用的工艺手段，适用于自动化冲压线的涂油机。

涂油机主要用于板材拉延前的涂油工序，由喷枪单元、供油及油液保温单元、喷射供气单元、板料输送单元、