周大勇，李 偉，候 銀

（佛山市南海力豐機(jī)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(jī)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(jìn)送料、涂油防銹、工作臺整體升降、壓力機(jī)落料、成品與廢料分揀收集等功能?？蛇m應(yīng)多工位級進(jìn)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(jī)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)?；?、車型個性化特征，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(jìn)送料、涂油防銹等工序，最終通過壓力機(jī)，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(kuò)展成汽車板料開料生產(chǎn)線。

2 生產(chǎn)線運(yùn)行原理

如圖2所示，生產(chǎn)線由上料小車、自動定位開卷機(jī)、多輥校平機(jī)、活套、大型工作臺、伺服送料系統(tǒng)、高速型（60spm）機(jī)械壓力機(jī)、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(yùn)行至開卷機(jī)。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(yùn)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(jìn)行開卷送料。板料經(jīng)引料裝置進(jìn)入校平機(jī)，校平機(jī)采用四重多輥式不平行輥列，達(dá)到板料平整，消除板料的內(nèi)應(yīng)力。校平好后的板料再進(jìn)行料頭剪切，進(jìn)入活套地坑，形成一個緩沖環(huán)，以補(bǔ)償卷材在開卷校平部分連續(xù)運(yùn)行與進(jìn)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(jī)級進(jìn)模具，按步進(jìn)要求送料，并在每一個步進(jìn)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(jìn)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(diǎn)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(diǎn)

3.1 自動定位開卷機(jī)與高精度、高速度校平機(jī)

上料時，為確保鋼卷上料后與安裝在壓力機(jī)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(jī)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(jī)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(yùn)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(zhǔn)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(jìn)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(jī)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(dá)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(jī)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(jī)構(gòu)集中在同一工作臺上，利用渦輪、蝸桿自動升降機(jī)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(jī)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(yùn)行。與國內(nèi)外同類產(chǎn)品比較，具有結(jié)構(gòu)緊湊、整機(jī)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(diǎn)。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(jì)效益。在綠色制造方面，縮短了我國與世界先進(jìn)水平的差距。

該生產(chǎn)線的相關(guān)技術(shù)，我司已進(jìn)行了知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)，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(jī)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