劉向榮（陜西重型汽車有限公司車身廠，陜西 西安 710200）

?

展望世界沖壓技術(shù)應(yīng)用

劉向榮
（陜西重型汽車有限公司車身廠，陜西 西安 710200）

文章針對(duì)當(dāng)今沖壓設(shè)備發(fā)展趨勢進(jìn)行分析，介紹各種新技術(shù)的應(yīng)用帶來的巨大技術(shù)革命，進(jìn)一步讓讀者體會(huì)到切實(shí)發(fā)生在身邊的技術(shù)革新對(duì)工業(yè)裝備數(shù)控化、自動(dòng)化、柔性化的推動(dòng)。

安全；PLC；全自動(dòng)化生產(chǎn)線；FS（failsafe安全失效）；SPM

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.08.074

CLC NO.: U463Document Code: AArticle ID: 1671-7988(2016)08-223-02

1、當(dāng)今鍛壓行業(yè)發(fā)展背景

21世紀(jì)的制造業(yè)，正從以機(jī)器為特征的傳統(tǒng)技術(shù)時(shí)代，向著以信息為特征的技術(shù)時(shí)代邁進(jìn)，即用信息技術(shù)改造和提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)。經(jīng)濟(jì)全球化和世界市場一體化加速發(fā)展，不斷加劇了制造商之間的競爭，提出了快速反應(yīng)市場的要求，與之相適應(yīng)，制造業(yè)對(duì)柔性自動(dòng)化技術(shù)及裝備的要求更加迫切而強(qiáng)烈。同時(shí)，微電子技術(shù)和信息通信技術(shù)的快速發(fā)展，為柔性自動(dòng)化提供了重要的技術(shù)支撐，工業(yè)裝備的數(shù)控化、自動(dòng)化、柔性化呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展的態(tài)勢。

世界鍛壓工業(yè)的柔性自動(dòng)化發(fā)展不斷加快。沖壓設(shè)備廣泛應(yīng)用于汽車、航空、電子、家電等工業(yè)領(lǐng)域，其中，作為衡量一個(gè)國家工業(yè)水平的標(biāo)志之一的汽車工業(yè)，被當(dāng)今世界主要工業(yè)發(fā)達(dá)國家和新興工業(yè)國家列為國民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)，其發(fā)展主導(dǎo)了鍛壓技術(shù)及裝備的發(fā)展，鍛壓技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步基本圍繞汽車工業(yè)的發(fā)展而進(jìn)行。激烈的市場競爭促使汽車更新?lián)Q代的速度明顯加快，產(chǎn)品的市場壽命周期進(jìn)一步縮短；與此同時(shí)，汽車變型品種日益增多，現(xiàn)代汽車工業(yè)生產(chǎn)日益呈現(xiàn)生產(chǎn)規(guī)?；?、車型個(gè)性化，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的特征。傳統(tǒng)的加工單一品種的剛性生產(chǎn)線顯然已不適應(yīng)這種特征和市場形勢發(fā)展的要求，其升級(jí)換代產(chǎn)品具有高柔性和高效率的自動(dòng)化鍛壓設(shè)備，成為世界沖壓技術(shù)及裝備發(fā)展的主要潮流。

2、安全特性

在現(xiàn)代沖壓設(shè)備上更加體現(xiàn)安全特性，高性能安全PLC的應(yīng)用使得沖壓這種高危行業(yè)安全系數(shù)成倍提升。通過安全總線及安全模塊的信號(hào)檢測，提高了輸入信號(hào)、輸出信號(hào)的安全等級(jí)。不但能檢測到本身機(jī)床由于誤操作引起的短路停電，信號(hào)故障，還能檢測到周圍機(jī)床設(shè)備誤操作引起的短路停電，電網(wǎng)電壓原因引起的控制電壓不穩(wěn)及信號(hào)故障，CPU從而停止運(yùn)行，切斷整個(gè)設(shè)備的控制信號(hào)。通過軟件功能包，實(shí)現(xiàn)緊急停止開關(guān)、安全門開關(guān)、雙手操作開關(guān)等功能，減少了整個(gè)程序編制量，提高了安全等級(jí)。各PLC生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的安全PLC，因其制作工藝方法不同，所用元器件有其獨(dú)立性和特殊性，每個(gè)廠家都有自己的統(tǒng)一規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)，相互之間不可能達(dá)到完全一致，只能在國際認(rèn)證制定安全標(biāo)準(zhǔn)框架下，開發(fā)研制及制作出自己的安全PLC，無論怎樣變，但就其原理基本上是一樣的：可編程安全系統(tǒng)的安全區(qū)域通過多個(gè)不同cpu處理安全功能部分應(yīng)用程序。Cpu通過多個(gè)通道采集一個(gè)輸入信號(hào)，如果所有通道都為一個(gè)結(jié)果，才能控制輸出模塊運(yùn)行。Cpu通過常規(guī)自檢，結(jié)構(gòu)檢查，邏輯順序流程檢查來檢測PLC的相關(guān)操作，如果在系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)了故障，整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)入安全狀態(tài)，關(guān)閉所有輸出端。利用信號(hào)測試T1、T2（test測試點(diǎn)），不斷檢查輸入點(diǎn)的信號(hào)，利用信號(hào)偏差e△x分析T1、T2測試點(diǎn)，來提高硬件的安全等級(jí)。軟件程序分為FS（failsafe安全失效）安全功能部分和ST（standard）標(biāo)準(zhǔn)功能部分。安全PLC比較：

德國Siemens公司早期推出S7-300型安全PLC，此系列PLC，只是對(duì)硬件提出安全標(biāo)準(zhǔn)，軟件也是基于STEP75.0版本，分站總線執(zhí)行的一般是profibus總線標(biāo)準(zhǔn)，執(zhí)行的還是標(biāo)準(zhǔn)程序，對(duì)軟件編程沒有提出特殊要求。最近 siemens公司推出了大容量，功能強(qiáng)大的S7-400F和S7-400F/H型PLC處理器，不但對(duì)硬件提出了更高的安全標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)軟件編程也提出了安全標(biāo)準(zhǔn)，軟件程序分為FS（failsafe安全失效）安全功能部分和ST（standard）標(biāo)準(zhǔn)功能部分，軟件基于STEP75.2以上版本，分站總線執(zhí)行的一般是profibus總線標(biāo)準(zhǔn)。適合于大容量，大規(guī)模的多設(shè)備聯(lián)線應(yīng)用。

美國 Allen-Bradley公司最近推出了 Guardlogix型安全PLC，此系列PLC對(duì)硬件和軟件都提出了安全標(biāo)準(zhǔn)。它的硬件安全標(biāo)準(zhǔn)在于除了一個(gè)主CPU外，還有一個(gè)partner(伙伴)處理器，兩者之間共同運(yùn)行，共同檢測，提高了安全等級(jí)。軟件程序分為FS（failsafe安全失效）安全功能部分和ST（standard）標(biāo)準(zhǔn)功能部分，軟件基于RSlogix5000更高版本，分站總線執(zhí)行的一般是devicenet總線標(biāo)準(zhǔn)。適合于大容量，大規(guī)模的多設(shè)備聯(lián)線應(yīng)用。

德國Pilz公司是最早致力于安全繼電器、安全PLC及安全標(biāo)準(zhǔn)的研究和開發(fā)，它最近推出了PSS3000系列安全PLC。它不但對(duì)硬件和軟件都提出了安全標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)總線也都提出了Safetybus安全總線標(biāo)準(zhǔn)。軟件程序嚴(yán)格分開執(zhí)行FS（failsafe安全失效）安全功能部分和ST（standard）標(biāo)準(zhǔn)功能部分。軟件基于PSS win-pro 1.4.1以上版本，適合于小容量，規(guī)模小的，程序運(yùn)算量不多的設(shè)備。

3、自動(dòng)化大生產(chǎn)

全自動(dòng)化生產(chǎn)線的應(yīng)用極大的解除了勞動(dòng)者的體力付出，同時(shí)將生產(chǎn)效率提高到SPM16（行程次數(shù)）甚至更高，使得壓力機(jī)真正意義上成為“印鈔機(jī)”。同時(shí)各大自動(dòng)化線配套生產(chǎn)廠商與壓機(jī)生產(chǎn)廠商強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手，為用戶提供各類適用于現(xiàn)場工況的技術(shù)方案，從拆垛機(jī)的自動(dòng)板料分離，到送料裝置高品質(zhì)成線機(jī)械手、帶6個(gè)可編程軸的機(jī)器人和單雙臂移載機(jī)的應(yīng)用，可生產(chǎn)多種尺寸、最大200KG的板料，適用于單臺(tái)壓力機(jī)和串聯(lián)成線壓力機(jī)，同時(shí)可以與拆垛機(jī)或者卷料設(shè)備組合，形成柔性化極高的生產(chǎn)線。

4、與時(shí)俱進(jìn)的硬件提升

隨著中國建設(shè)步伐的與時(shí)俱進(jìn)，在十七大科學(xué)發(fā)展觀的指引下，面向未來大型智能化、數(shù)字化汽車廠的新生產(chǎn)線新設(shè)備正逐漸走向自動(dòng)化、柔性化的新標(biāo)準(zhǔn)新要求，從現(xiàn)場總線的深入應(yīng)用到大規(guī)模PLC控制站點(diǎn)的并行通訊，從加工人操作的簡便性到加工工藝參數(shù)的實(shí)時(shí)反映，從遠(yuǎn)程監(jiān)控到全自動(dòng)化連線生產(chǎn)，從生產(chǎn)的節(jié)拍合理性到資源的合理控制性，都無不反映出了當(dāng)今時(shí)代科技發(fā)展的迅速和合理性。同時(shí)噸位監(jiān)視系統(tǒng)、機(jī)械手、DAAD模塊、旋轉(zhuǎn)編碼器、液壓離合制動(dòng)器、液壓安全閥、壓機(jī)專用電子凸輪、集成控制系統(tǒng)和成套電氣控制柜等新技術(shù)硬件的應(yīng)用，保證了產(chǎn)品的高精度、高穩(wěn)定性、高可靠性。

5、結(jié)論

由上文可知，現(xiàn)代的沖壓設(shè)備在賦予了安全性能高的、滿足自動(dòng)化大生產(chǎn)要求的各類裝備之后，如機(jī)器人、安全PLC、精細(xì)傳感器以及自動(dòng)柔性搬運(yùn)系統(tǒng)等。具有了很高的效率和產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性，同時(shí)兼具柔性和可靠性較高、結(jié)構(gòu)簡單和便於維護(hù)的優(yōu)點(diǎn)，可以滿足不同種類產(chǎn)品的生產(chǎn)。對(duì)于重型汽車生產(chǎn)廠家來說，可以很快進(jìn)行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整和擴(kuò)大產(chǎn)能，同時(shí)大大降低了產(chǎn)業(yè)工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，具有廣泛的應(yīng)用遠(yuǎn)景。

[1]美 James A.Rehg,Glenn J.Sartori,《工業(yè)電子技術(shù)》[J].科學(xué)出版社.2005年第二次出版.

[2]熊志奇.微機(jī)自動(dòng)配料控制系統(tǒng)[J].電子技術(shù)應(yīng)用，1997，（10）.

[3]張慶彬,畢麗紅,王鑄.工業(yè)自動(dòng)配料系統(tǒng)的精度分析[J].自動(dòng)化技術(shù)及應(yīng)用.2005.

[4]劉辰,范淑琴,趙升噸.汽車大型覆蓋件沖壓線上工件傳送方式合理性探討[J];鍛壓裝備與制造技術(shù).2012年02期.

[5]盧澤旭.工業(yè)機(jī)器人在沖壓自動(dòng)化生產(chǎn)線中的應(yīng)用研究[J].機(jī)電信息.2012年12期.

[6]周玉林,張志強(qiáng),侯雨雷,屈云濤.沖壓線機(jī)器人與壓機(jī)動(dòng)作協(xié)調(diào)方法[J].制造技術(shù)與機(jī)床.2013年01期.

Application of world stamping technology

Liu Xiangrong
(Shaanxi Heavy-duty Motor Company Limited body factory,Shaanxi Xi'an 710200)

This paper of today's stamping equipment development trend analysis,application of various new technologies have great technological revolution,further makes readers realize really happened in around technology innovation of industrial equipment of numerical control,automation,flexibility in promoting.

Safe PLC; Fully Automated Production line; FS (failsafe security failure) ; SPM

U466識(shí)碼：A

1671-7988（2016）08-223-02

劉向榮（1982-），男，工程師，就職于陜西重型汽車有限公司，從事設(shè)備管理、維護(hù)、改造等工作。