周大勇，李 偉，候 銀

（佛山市南海力豐機床有限公司，廣東佛山528241）

汽車零件高速落料沖壓自動化生產(chǎn)線淺談

周大勇，李 偉，候 銀

（佛山市南海力豐機床有限公司，廣東佛山528241）

介紹了一種汽車零件高速落料沖壓自動化柔性生產(chǎn)線。該生產(chǎn)線具有鋼卷開卷、校平、伺服步進送料、涂油防銹、工作臺整體升降、壓力機落料、成品與廢料分揀收集等功能?？蛇m應(yīng)多工位級進沖壓模具的生產(chǎn)工藝需求，帶動了沖壓成形技術(shù)向柔性、高效率、高精度、節(jié)能環(huán)保等方向發(fā)展。

機械制造；沖壓自動化生產(chǎn)線；側(cè)邊定位；工作臺自動升降；鎖緊

1 引言

隨著我國汽車工業(yè)的飛速發(fā)展，汽車工業(yè)生產(chǎn)呈現(xiàn)生產(chǎn)規(guī)?；④囆蛡€性化特征，車型批量小、車型變化快、多車型共線生產(chǎn)、車身覆蓋件大型化一體化等趨勢日顯。據(jù)統(tǒng)計，汽車制造中有60%～70%的金屬零部件需經(jīng)塑性加工成形，而沖壓加工是完成金屬塑性成形的重要手段，占整車生產(chǎn)成本的40%。針對這一現(xiàn)狀，我公司通過對一汽、二汽、廣州鐵道車輛廠（配套日產(chǎn)、廣本）等汽車零配廠的調(diào)研，研究開發(fā)出完全擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的數(shù)控板料生產(chǎn)線——汽車零件高速落料沖壓自動化生產(chǎn)線。其最大特色是可完成鋼卷自動拆卷、校平去除內(nèi)應(yīng)力、伺服步進送料、涂油防銹等工序，最終通過壓力機，將板料制成所需汽車鈑金零配件（圖1），也可以通過調(diào)整部分附件，擴展成汽車板料開料生產(chǎn)線。

2 生產(chǎn)線運行原理

如圖2所示，生產(chǎn)線由上料小車、自動定位開卷機、多輥校平機、活套、大型工作臺、伺服送料系統(tǒng)、高速型（60spm）機械壓力機、成品收集及氣動、液壓系統(tǒng)、電控系統(tǒng)等組成。生產(chǎn)時，首先由行車將成捆的卷料放置在備料臺上，上料小車自動接料并運行至開卷機。PLC控制系統(tǒng)依據(jù)輸入的來料規(guī)格，自動定位開料系統(tǒng)發(fā)出的指令，使上料小車自動運行至開料系統(tǒng)。同時，將板料置于對中位置，再由液壓漲縮卷筒將料卷漲緊定位，并進行開卷送料。板料經(jīng)引料裝置進入校平機，校平機采用四重多輥式不平行輥列，達到板料平整，消除板料的內(nèi)應(yīng)力。校平好后的板料再進行料頭剪切，進入活套地坑，形成一個緩沖環(huán)，以補償卷材在開卷校平部分連續(xù)運行與進入落料切斷沖模時的間歇動作的速度差。從活套地坑上來的板料經(jīng)由具有自動升降、多功能的大型工作臺上設(shè)置的電動自動對中裝置、防止斷電退料裝置、交流伺服定尺送料裝置、雙面輥式涂油裝置、可液壓伸縮式導(dǎo)料平臺，將板料送入壓力機級進模具，按步進要求送料，并在每一個步進后，送料輥快速抬起（釋放），避免與模具定位銷造成板料的過定位，造成模具損壞。沖壓落料后成品與廢料分離，直至成品輸送并集中收集。

生產(chǎn)制造工藝流程如圖3所示。

圖3 生產(chǎn)線工藝流程圖

在程序控制上，生產(chǎn)線可通過手動和自動方式進行控制。當(dāng)采用手動控制方式時，操作者通過操作面板上的按鍵以點動的方式控制各部分的動作；采用自動控制方式時，生產(chǎn)線將按照編好的加工程序自動完成各種加工動作。

3 生產(chǎn)線性能特點

3.1 自動定位開卷機與高精度、高速度校平機

上料時，為確保鋼卷上料后與安裝在壓力機中的模具在同一中心位置，以縮短上料輔助時間，提高生產(chǎn)效率，節(jié)約原材料，在開卷機設(shè)鋼卷側(cè)邊定位控制裝置。該裝置由一個伸縮擋板、一個用于驅(qū)動伸縮擋板的液壓缸作為動力源、一個用于檢測鋼卷端部的接近開關(guān)和可隨液壓缸同步伸縮的位移傳感器組成（圖4）。生產(chǎn)過程中，依據(jù)來料規(guī)格設(shè)定參數(shù)后，PLC程序向側(cè)邊定位裝置發(fā)出指令，伸縮擋板在液壓缸的帶動下迅速沿開卷機的主軸方向平移至指定位置。同時，位移傳感器通過液壓缸活塞桿伸縮計算，向PLC程序發(fā)出用于停止平動的信號。當(dāng)鋼卷由上料小車運至可令接近開關(guān)動作的位置時，接近開關(guān)向PLC發(fā)出信號，上料小車停止，鋼卷準確停留在設(shè)置位置。

在輸料過程中，為保證零件在成形后的加工質(zhì)量，提高整線生產(chǎn)速度，我公司結(jié)合多年數(shù)控板料生產(chǎn)線設(shè)計經(jīng)驗，采用了多輥校平方式，利用板料反復(fù)變形去除應(yīng)力，獲得板料平整度，其校平精度不大于0.8mm/m2，校平速度 42m/min。

3.2 伺服送料高精度、高速度

伺服控制系統(tǒng)與包膠夾送輥組合，通過編碼器閉環(huán)控制，保證步進送料精度。由于在送料過程中會出現(xiàn)不同程度的打滑、送過現(xiàn)象，以及包膠夾送輥在長期工作下會磨損，除采用數(shù)字式伺服電機做定尺驅(qū)動外，還應(yīng)用測量輥+編碼器形成閉環(huán)反饋系統(tǒng)，以提高送料精度，確保送料精度不大于±0.1mm，最大送料速度達110m/min。保證了成品零件加工質(zhì)量及整線線速度42m/min、加速度7m/s2的高速連續(xù)生產(chǎn)，大大提高了整線生產(chǎn)效率。

3.3 工作臺整體自動升降、鎖緊功能

考慮到壓力機沖壓模具的規(guī)格不同，為使板料能順利通過傳輸帶，將所有輸送料機構(gòu)集中在同一工作臺上，利用渦輪、蝸桿自動升降機構(gòu)，調(diào)整整個工作臺的高度，實現(xiàn)板料的輸送。同時，為保證工作臺在工作狀態(tài)時的穩(wěn)定性，在升降機構(gòu)與工作臺間設(shè)計了鎖緊裝置（圖5）。該裝置通過液壓缸控制一組碟簧，實現(xiàn)升降臺調(diào)整時放松，到位時鎖緊，以保證調(diào)整前后工作臺在工作狀態(tài)的穩(wěn)定性，提高整線生產(chǎn)自動化程度。

4 同類產(chǎn)品比較

該生產(chǎn)線已在廣州鐵道車輛廠、一汽等汽車零配廠生產(chǎn)運行。與國內(nèi)外同類產(chǎn)品比較，具有結(jié)構(gòu)緊湊、整機重量輕、節(jié)能環(huán)保、自動化程度高、高節(jié)拍、高精度等特點。具體比較如表1所示。

表1 國內(nèi)外同類產(chǎn)品技術(shù)性能對比

5 結(jié)束語

汽車零件高速落料沖壓自動化生產(chǎn)線的成功研制，改變了以往的加工工藝，提高了板料塑性成形后的綜合力學(xué)性能，提高了生產(chǎn)效率，具有較大的柔性，特別適合多品種、小批量的制造模式，大大提高了汽車零配件制造廠的快速反應(yīng)能力，增加了市場競爭力，提高了經(jīng)濟效益。在綠色制造方面，縮短了我國與世界先進水平的差距。

該生產(chǎn)線的相關(guān)技術(shù)，我司已進行了知識產(chǎn)權(quán)保護，其中獲發(fā)明專利1項，實用新型專利2項。

[1] 蔡 軍，賀本湖，陳景松，余秀慧.現(xiàn)代轎車制造中的開卷落料線.鍛壓機械，2002（1）.

[2] 徐 剛，魯 潔，黃才元.金屬板材沖壓成形技術(shù)與裝備的現(xiàn)狀與發(fā)展.鍛壓裝備與制造技術(shù)，2004（4）.

[3] 張秀花.EMP630噸開卷落料線.汽車工藝與材料，2007（9）.

[4] 程國中.自動開卷落料線在汽車生產(chǎn)中的應(yīng)用.汽車制造業(yè)，2009（19）.

Discussion about automatic&high-speed blanking and pressing production line for auto parts

ZHOU Dayong,LI Wei,HOU Yin
（Foshan Nanhai Lifeng Machine Tool Co.,Ltd.,Foshan 528241,Guangdong China）

A flexible high-speed blanking and pressing production line for auto parts has been introduced in the text.The line has many functions including decoiling,leveling,servo feeding,oil rust,table up&down,and scrap sorting collection,which is suitable for process demands of multi-station progressive tool.It has been pointed out that this flexible and energy-saving line with high-efficiency&accuracy is a leader in the industry.

Automatic pressing production line;Side positioning;Automatic up and down of working table;Locking tightly

TG385.9

B

1672－0121（2012）02－0019－02

2011－12－06

周大勇（1969－），男，工程師，從事金屬帶材剪切、精整系列生產(chǎn)線研發(fā)設(shè)計