多工位压机介绍

多工位压机介绍

多工位压力机是先进的压力机设备，是多台压机的集成，一般由线头单元、送料机构、压力机和线尾部分组成。最快节拍可达25次/分以上、可满足高速自动化生产。

线头单元可分为：拆垛单元、磁性皮带及清洗、涂油设备等；送料机构一般由送料双臂组成；压机一般分为多滑块和但滑块，根据不同需求进行选择，线尾部分一般由输送皮带构成。国际上制造多工位的著名厂家有：瑞士Gudel,德国舒勒，日本小松，西班牙法格等。

英文又叫做：multi-station transfer press(多工位自动压力机)

跨越传统压机线和多工位压机生产代沟的新技术

2003年，德国Weingarten公司研制开发的Speedbar（快速横杆）传统压机线工件传送系统，使价格昂贵的大型Crossbar（横杆）多工位压机的模具/Tooling（端拾器）可以与配备Speedbar的传统压机线相互通用，不仅跨越了长期以来多工位压机模具/Tooling不能与传统机械化压机线互换生产的代沟，而且大大提高了传统压机线的生产产出率和多工位压机的资源有效利用率，为传统压机线带来了革命性的飞跃。

随着科技的发展和人们生活质量的提高，汽车已成为生活中不可或缺的一部分，汽车工业得以迅速发展并成为发达国家和部分发展中国家的支柱产业。作为汽车制造四大工艺之首的冲压工艺也因此得到了快速发展。汽车制造的规模越大，低成本高产出就显得越重要。

在冲压生产经历了多年的手工压机线生产之后，20世纪80年代初期，一种既能提高工件表面质量，又能提高生产效率的配备Feeder（在传统压机线中用于工件上/下料的机械手）或机器人的机械化压机线生产成了大型汽车公司的主选设备，但由于Feeder系统的结构和控制技术的限制，Feeder压机线生产冲次一直不能得到有效提高。到了20世纪90年代，众多国外大型汽车公司纷纷把目光投向速度更快的大型Crossbar（多工位压机中用于工件传送的横杆机构）多工位压机。虽然大型Crossbar多工位压机的产出率很高（最快可达到15件/min），但长期以来，由于零件传送机构的结构不同造成工件传送Tooling（安装在Speedbar、Crossbar 或 Feeder上冲压生产过程中用于抓取和投放工件的端拾器）与传统压机线Tooling不能共用，使众多采用多工位压机进行冲压生产的汽车公司一直苦于无法找到可以作为多工位压机生产备份和试模的低廉压机线生产方式，越来越不堪由于多工位压机故障和长时间试模造成的高成本资源浪费和停产损失。直到2003年，德国著名的压机制造厂——Weingarten公司开发出结构合理、功能完善的Speedbar

传统压机线工件传送系统，不

仅使传统压机线的产出效率

大幅提高，而且使得多工位压

机的模具/Tooling可以不需

任何更改而转移到相应规格

装有Speedbar系统的传统压

机线上进行生产或试模，大大

提高了大型多工位压机的有效生产时间和生产产出率。

Speedbar传送系统的先进性

Speedbar传送系统的先进性主要体现在结构和控制技术两个方面。

● 结构的先进性

Speedbar装置通过位于压机线前后压机立柱两侧的支架，悬挂于前后压机之间，位于压机工作台左右两侧的纵向导轨和伺服驱动电机带动Speedbar从前一台压机中抓取工件并直

接送到下一台压机中。相对于目前正被广泛应用的Feeder压机线，由于该Speedbar的安装承载支架是支撑在压机厂房基础上的，不像Feeder支架那样安装在压机立柱上（当压机工

作时，Feeder支架会产生振动），因此，大大提高了整个Speedbar传送机构的稳定性和工件的传送速度，而不必担心像Feeder压机线那样因Tooling振动使高速传送的工件丢落。

同时，Speedbar和纵向导轨的两级驱动也保证了该机构水平传送的高速性，根据目前Speedbar的技术数据，其水平传送速度达到7～9m/s，加速度为16m/s2；而传统的Feeder

压机线的传送水平速度为5m/s，加速度仅为12m/s2。

此外，由于Speedbar仅用一套Tooling即可完成从前一台压机中拾取零件直接送入后

一台压机中的工件传送动作，而传统Feeder压机线的前后压机之间的工件传送要需3套Tooling（分别为上料手、地面穿梭小车和下料手）才能完成。因此，与Feeder线相比省去了地面穿梭小车，前后压机的间距得以由传统Feeder线的7～7.5m缩短到6～6.8m，这使整条压机线的长度可以缩减3.5～5m，由于压机线设备基础投资巨大（一般6000～7000元/m2），整线长度的缩短可以节省工厂近百万人民币的土建投资。

在Tooling的更换方面，由于每套模具Tooling的大幅减少，生产换模时间可以减少到15min，与Feeder压机线的模具/Tooling更换时间25min相比，换模时间节省了40%，另外，由于Speedbar结构具有与多工位压机Crossbar相同的特性，可以实现整线全自动模具

/Tooling更换，换模时间更是可以减少到8min，可节省换模时间高达68%。

● 控制技术的先进性

虽然相比传统的Feeder压机线，Speedbar省去了地面穿梭小车，但Speedbar的9轴自由编程驱动保证了工件沿X轴、Y轴和Z周的灵活移动及绕X轴、Y轴的倾斜转动，同时还有

沿Y轴的单件侧移和双件侧移分离动作（见图）。仅用一套Tooling就可以实现传统Feeder 线3套Tooling才能完成的动作。

另外，Speedbar控制系统与压机的控制系统同步组合设计，使两者更加有机地结合在一起，基本实现了同步驱动，Speedbar与压机之间的直接连锁控制点保证了Speedbar运行的安全性和与压机滑块运行的协调性，提高了整线的生产速度。而在Feeder压机线中，Feeder仅仅是从压机的驱动控制系统中采集几个位置信号，Feeder本身的控制系统与压机控制系统合成一体。由于压机、上料手、地面穿梭小车和下料手相互之间的间接连锁控制点太多，若Feeder 提前启动，就容易发生与压机滑块或模具相撞的事故；若等待压机滑块到达上死点后Feeder 再运行，则整线的有效产出次数又太低。因此，在传统Feeder压机线中速度与安全一直是不能很好协调解决的一对突出矛盾，而正是这一矛盾直接限制了压机线的生产效率。

可观的产出率和经济效益

在传统Feeder机械化压机生产线、Speedbar机械化压机生产线和Crossbar多工位压机生产线3种不同的冲压生产工艺中，三者的连续无故障最大冲次分别是：9冲次/min、12冲次/ min 、15冲次/ min。显然，以Crossbar多工位压机生产线的产出效率最高，但如果把设备投资成本和设备产出能力综合起来加以评估，Speedbar会具有最低廉的单位冲次成本。根据目前冲压设备生产技术能力，机械化系统目前还不能国产化，大型Crossbar多工位压机也不能国产化，这无形之中提高了汽车制造厂家的冲压生产成本。在压机工作台台面尺寸相同的前提下，各类压机生产线的投资和生产成本见下表（表中进口设备是指来自欧洲一流技术质量水平的设备）。

由表中对比可见，Speedbar机械化压机线的生产成本要比传统Feeder机械化压机线的生产成本低20%以上。对于大型汽车制造公司而言，要规划订购具有国际先进技术质量的冲压设备，Speedbar压机线和Crossbar多工位压机应是首选。就国内各汽车制造公司的生产规模来看，目前还没有哪家公司达到Crossbar多工位压机合理使用率的生产规模。因此，Speedbar 压机线将是提高经济效益和生产产出率的最优选择。当然，上表的综合比较中，成本最低的还是国产压机配备Speedbar机械化系统，这值得国内汽车制造厂家考虑，同时也促使国内压机制造厂家要提高自身的技术装备和制造能力，以满足Speedbar系统对压机在连锁控制和运行速度方面的高要求。

在工件传送Tooling的使用方面，由于Speedbar系统的Tooling数量大幅减少，Tooling 的结构也更为简单，因此，与Feeder系统的Tooling相比，每套模具的使用成本将减少60%以上。目前传统Feeder压机线每套模具生产用Tooling费用约5万美元左右，使用Speedbar 系统后，每套模具的Tooling费用仅为2万美元左右。如果每个车型有30个大型自制零件在机械化压机线上生产，仅Tooling一项即可节约生产成本约90万美元。

应用前景

在目前汽车生产和销售竞争日趋激烈的环境下，如何在降低或不增加投资的前提下，谋取生产效率和经济效益的最大化，是各汽车制造厂家不断追求的目标。在这方面，国内的一汽集团轿车分厂和一汽大众走在了最前面，早在2003年末和2004年初，两家公司分别从