在“中國制造2025”和碳中和、碳達(dá)峰的大背景下，有序推進(jìn)數(shù)字化智能制造轉(zhuǎn)型升級(jí)是我國傳統(tǒng)車企迫切要完成的目標(biāo)。圍繞數(shù)字化技術(shù)手段，以關(guān)鍵智能工藝裝備為核心，可以構(gòu)建一個(gè)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、虛實(shí)結(jié)合、智能可控、高效安全的數(shù)字化、智能化沖壓車間，為國內(nèi)的一些傳統(tǒng)車企提供一些思路和建議。

隨著工業(yè)4.0、智能制造、數(shù)字化轉(zhuǎn)型等理念的不斷深入，汽車行業(yè)不斷創(chuàng)新發(fā)展，向著智能汽車、電動(dòng)汽車、互聯(lián)網(wǎng)汽車等方向轉(zhuǎn)變，用戶對產(chǎn)品品質(zhì)和智能化提出更高的期望，市場競爭也越來越激烈。對于汽車生產(chǎn)制造來說，大幅提高自動(dòng)化水平，引入智能化元素實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的透明傳輸，實(shí)現(xiàn)車間的數(shù)字化智能轉(zhuǎn)型升級(jí)已成為一種趨勢。

然后，從輸入的紋理坐標(biāo)t0 出發(fā)，逐層采樣高度值：將當(dāng)前層的深度值記為CurrentLayerDepth，當(dāng)前紋理坐標(biāo)值記為CurrentTexcoords。利用當(dāng)前紋理坐標(biāo)值，去深度圖中采樣，獲得當(dāng)前采樣點(diǎn)的深度值CurrentSampleDepth。將CurrentLayerDepth 與CurrentSampleDepth 進(jìn)行比較：

沖壓生產(chǎn)工藝擔(dān)負(fù)著汽車內(nèi)板件及大型外覆蓋件的生產(chǎn)制造，在整車生產(chǎn)質(zhì)量和效率環(huán)節(jié)占據(jù)著舉足輕重的位置。由于新能源汽車、燃料電池汽車、智能化汽車等多方面的市場導(dǎo)向的要求，汽車產(chǎn)品更新?lián)Q代較快，促使沖壓車間的生產(chǎn)技術(shù)需要不斷迭代更新。如何更好地將新型的數(shù)字化智能技術(shù)融入到?jīng)_壓車間的規(guī)劃、建設(shè)及運(yùn)營實(shí)施中，是沖壓車間數(shù)字化智能轉(zhuǎn)型升級(jí)的關(guān)鍵問題。

①為防止堵塞，應(yīng)隨時(shí)檢查混凝土級(jí)配和坍落度；防止過粗骨料進(jìn)入和堵塞管道；防止泵入空氣，造成堵管或氣爆。

沖壓車間數(shù)字化建模技術(shù)

佛家是講究輪回與宿命的。預(yù)知過去世，今生受者是。預(yù)知來世果，今生做者是。最早帶給我們震撼與感動(dòng)的是那個(gè)叫那順的男子與叫蓮花夜的妓女糾纏了三十三世的不滅情緣。每一世他們都在苦苦等待著對方的出現(xiàn)，每一世他們卻又無可奈何的錯(cuò)過。他們在這紅塵濁世里一次又一次的踏入輪回，一次又一次的被這無常的命運(yùn)捉弄。到如今，他們是否又可以逃離命運(yùn)的窠臼，解了這三世因果呢？

傳統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)依靠二維設(shè)計(jì)工具，憑借設(shè)計(jì)人員個(gè)人經(jīng)驗(yàn)和能力進(jìn)行二維圖紙的設(shè)計(jì)，完成項(xiàng)目的傳統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)工作，因而存在一定的經(jīng)驗(yàn)性及不確定性。傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)項(xiàng)目案例如圖1 所示。

近年來的設(shè)計(jì)工具由普通的二維設(shè)計(jì)工具大量轉(zhuǎn)向三維設(shè)計(jì)工具，原先的廠房主體、公用管線及工藝設(shè)備，現(xiàn)在已大量的采用三維工具進(jìn)行設(shè)計(jì)，很大程度上解決了工藝設(shè)計(jì)、公用管線、廠房主體相互之間的干涉問題，大大降低了工程變更、返工的概率，提高了工程設(shè)計(jì)質(zhì)量。數(shù)字化的三維設(shè)計(jì)方案依靠先進(jìn)的數(shù)字化工具，可準(zhǔn)確高效的進(jìn)行車間工藝設(shè)計(jì)，規(guī)避了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中依賴設(shè)計(jì)人員個(gè)人經(jīng)驗(yàn)與能力，極大的提高了項(xiàng)目規(guī)劃的時(shí)效性和準(zhǔn)確性。

沖壓線離線仿真技術(shù)

⑶端拾器離線調(diào)試仿真分析，可以分析沖壓件吸附點(diǎn)位置的合理性，分析端拾器的運(yùn)動(dòng)軌跡，避免端拾器與模具的干涉，為端拾器設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)驗(yàn)證意見。

⑴機(jī)械手離線軌跡調(diào)試，通過系統(tǒng)仿真模擬，將壓機(jī)、機(jī)械手、模具之間的運(yùn)動(dòng)軌跡關(guān)系可視化，提前規(guī)避系統(tǒng)的干涉問題。既可進(jìn)行離線程序編程調(diào)試，又可直接導(dǎo)出并應(yīng)用在沖壓系統(tǒng)中，降低后期線體調(diào)試時(shí)間和成本。

終孔檢查合格后報(bào)監(jiān)理工程師，經(jīng)監(jiān)理工程師認(rèn)可后進(jìn)行清孔，清孔采用泵吸排渣法進(jìn)行施工，即下伸直徑為50 mm的鋼管至槽孔底部，上部連接PN3的大型泥漿泵，從槽孔一端開始緩慢向前移動(dòng)，以抽取槽段底部的廢渣和漿液，同時(shí)通過孔口向槽孔內(nèi)注入干凈的漿液。清孔1小時(shí)后要求達(dá)到下列標(biāo)準(zhǔn)：

沖壓車間模具調(diào)試的時(shí)間都很長，如果模具的調(diào)試工作利用整車廠沖壓線，勢必會(huì)占用沖壓車間的大量生產(chǎn)時(shí)間，浪費(fèi)車間設(shè)備、人員、物料等資源，降低沖壓車間生產(chǎn)效率。為了解決模具調(diào)試過程中導(dǎo)致的生產(chǎn)資源浪費(fèi)和生產(chǎn)效率低下的問題，沖壓車間可運(yùn)用數(shù)字化工具，建設(shè)基于三維模型的數(shù)字化離線仿真平臺(tái)，將傳統(tǒng)的放在車間進(jìn)行的模具調(diào)試工作轉(zhuǎn)換至離散的三維模型系統(tǒng)平臺(tái)中進(jìn)行，現(xiàn)有較成熟的數(shù)字化仿真系統(tǒng)平臺(tái)工具有CATIA、UG、SolidWorks 等。利用這些數(shù)字化仿真系統(tǒng)工具充分還原現(xiàn)場生產(chǎn)實(shí)況，可以在模具的設(shè)計(jì)階段完成模具的大部分調(diào)試工作，例如全自動(dòng)壓機(jī)系統(tǒng)的機(jī)械手離線軌跡調(diào)試工作、模具離線調(diào)試工作、模具干涉曲線檢查、端拾器離線調(diào)試工作、生產(chǎn)系統(tǒng)節(jié)拍分析優(yōu)化等。通過離線仿真系統(tǒng)平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)以下幾方面的離線仿真工作。

⑵模具干涉曲線檢查分析，可以在模具設(shè)計(jì)開發(fā)階段提前發(fā)現(xiàn)干涉問題，避免后期模具調(diào)試過程中的干涉碰撞問題。

沖壓車間線尾下件工序?qū)_壓件的變形較為敏感，同時(shí)質(zhì)量要求很高，但傳統(tǒng)的下件方式采用人工完成，生產(chǎn)節(jié)拍快且人員工作負(fù)荷大，容易在大而薄的沖壓件上產(chǎn)生集中應(yīng)力造成沖壓件局部變形，會(huì)對沖壓件產(chǎn)生不良的影響。機(jī)器人的自動(dòng)視覺裝框技術(shù)(圖2），根據(jù)不同的沖壓件采用對應(yīng)端拾器進(jìn)行下件，端拾器吸盤的附著力穩(wěn)定均勻，避免了人工下件的集中應(yīng)力導(dǎo)致的沖壓件變形問題，保證了沖壓件質(zhì)量。同時(shí)，可以結(jié)合自動(dòng)質(zhì)檢設(shè)備集成為線尾智能化下件提供解決方案，是沖壓車間提升智能制造體系的關(guān)鍵手段。

沖壓先進(jìn)檢測技術(shù)

藍(lán)光柔性掃描檢測技術(shù)

沖壓油膜在線檢測技術(shù)是利用軟件測量技術(shù)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)檢測和實(shí)時(shí)反饋，并且能夠根據(jù)質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時(shí)修正及在線控制。該技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)板材自動(dòng)上料過程中的板材表面油膜情況的在線檢測，根據(jù)檢測結(jié)果調(diào)整工藝參數(shù)和設(shè)備參數(shù)，將油膜質(zhì)量的在線控制并入沖壓自動(dòng)生產(chǎn)流程，建立板材油膜檢測數(shù)據(jù)庫，并基于油膜大數(shù)據(jù)進(jìn)行工藝優(yōu)化、設(shè)備維護(hù)、質(zhì)量追溯，降低沖壓件廢品率，是助力提升沖壓車間的智能制造體系的重要技術(shù)措施。板材強(qiáng)度在線檢測基于自動(dòng)電磁感應(yīng)原理，是由磁化線圈、傳感器以及支撐輥等關(guān)鍵部件組成，能夠自動(dòng)檢測鐵質(zhì)板材的屈服特性、抗拉特性以及混晶等導(dǎo)致的板材缺陷，實(shí)現(xiàn)了鋼材板料長度方向和寬度方向的連續(xù)檢測，從而保證了每個(gè)沖壓件的質(zhì)量都符合要求。

油膜在線檢測及強(qiáng)度在線檢測技術(shù)

傳統(tǒng)的沖壓件離線檢測依靠技術(shù)人員經(jīng)驗(yàn)的情況較多，對檢測人員技術(shù)要求較高，還要頻繁更換檢具并進(jìn)行調(diào)試，占用大量的人力、物力、倉儲(chǔ)等資源。自動(dòng)化柔性藍(lán)光掃描3D 技術(shù)基于自動(dòng)同步光學(xué)追蹤技術(shù)，可以無接觸、不貼點(diǎn)的快速完成檢測，掃描速度快、精度高，實(shí)現(xiàn)了便捷高效的自動(dòng)化檢測；同時(shí)該技術(shù)還可與生產(chǎn)線高效銜接，形成在線視覺檢測系統(tǒng)，可大大降低沖壓件下線質(zhì)檢工作量。

自動(dòng)視覺裝框及AGV 自動(dòng)入庫技術(shù)

⑷系統(tǒng)節(jié)拍分析優(yōu)化，通過分析自動(dòng)化系統(tǒng)各項(xiàng)運(yùn)動(dòng)參數(shù)，分析出自動(dòng)機(jī)械手運(yùn)動(dòng)的最優(yōu)運(yùn)動(dòng)軌跡，降低機(jī)械手往復(fù)運(yùn)輸時(shí)間，對生產(chǎn)節(jié)拍進(jìn)行充分優(yōu)化，提高線體綜合效率。

傳統(tǒng)的線尾沖壓件料架是由人工叉車運(yùn)送至沖壓件庫，存在線尾物流復(fù)雜、污染大、工人負(fù)荷大、安全隱患大等很多不足。結(jié)合線尾自動(dòng)視覺裝框技術(shù)，并集成AGV 自動(dòng)入庫技術(shù)(圖3），可在自動(dòng)化沖壓線線尾集成一套自動(dòng)裝框、自動(dòng)入庫的便捷高效的智能系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)在集約用地、縮減線尾人員、降低安全隱患、保證沖壓件質(zhì)量、降低產(chǎn)品破損率等多方面降本增效的目的。

車間數(shù)字化智能技術(shù)

在傳統(tǒng)的沖壓車間中，不同沖壓線之間的生產(chǎn)組織相對獨(dú)立，設(shè)備總圖布局分散，容易產(chǎn)生數(shù)據(jù)孤島，生產(chǎn)組織主要靠人工，導(dǎo)致沖壓車間生產(chǎn)組織與管理效率低下落后、設(shè)備開動(dòng)率低、設(shè)備能耗偏高、車間安全系數(shù)高等諸多問題。在數(shù)字化智能技術(shù)逐漸成熟的前提下，汽車工廠沖壓車間的數(shù)字化智能水平低下，將導(dǎo)致車間的自動(dòng)化程度低、生產(chǎn)效率低、生產(chǎn)成本高、安全問題大等問題，因此提高沖壓車間的數(shù)字化智能水平是目前國內(nèi)整車廠的主要技術(shù)提升方向之一。

工草隸，善丹青。七八歲時(shí)學(xué)書，羲之密從后掣其筆，不得，嘆曰：“此兒后當(dāng)復(fù)有大名?！眹L書壁為方丈大字，羲之甚以為能，觀者數(shù)百人。桓溫嘗使書扇，筆誤落，因畫作烏駁犢牛，甚妙。[9](《王獻(xiàn)之傳》，P2105)

數(shù)字化智能系統(tǒng)(圖4）主要包含了生產(chǎn)管理系統(tǒng)、設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)、能源實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)、安全環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)、物流管理以及人員管理等多個(gè)應(yīng)用模塊，其中生產(chǎn)管理系統(tǒng)及設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)是數(shù)字化智能系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，連接了生產(chǎn)及設(shè)備兩大模塊，涵蓋了制造執(zhí)行系統(tǒng)、排程系統(tǒng)、質(zhì)量系統(tǒng)、設(shè)備監(jiān)控、設(shè)備輔助診斷、設(shè)備預(yù)測性維護(hù)、設(shè)備檢修管理等功能模塊。數(shù)字化智能系統(tǒng)對車間的生產(chǎn)管理、設(shè)備、能源、環(huán)境、人員及物流進(jìn)行了全方位的監(jiān)管控制，可以顯著提高生產(chǎn)效率、提高設(shè)備開動(dòng)率、降低車間能耗、加強(qiáng)設(shè)備巡檢、精準(zhǔn)維保設(shè)備，數(shù)字化智能系統(tǒng)將逐漸成為沖壓車間降本增效提質(zhì)的有效手段。

結(jié)束語

本文分析總結(jié)了沖壓車間現(xiàn)今較為先進(jìn)的數(shù)字化智能技術(shù)，包含了沖壓車間先進(jìn)檢測、自動(dòng)視覺及自動(dòng)入庫等硬件設(shè)施方面的技術(shù)，也包含了數(shù)字化建模及仿真、數(shù)字化智能軟件系統(tǒng)等軟件方面的技術(shù)。數(shù)字化智能車間的技術(shù)升級(jí)并不應(yīng)該只局限在數(shù)字化的軟件技術(shù)方面，而應(yīng)該兼顧車間內(nèi)軟件、硬件、人員管理、生產(chǎn)組織等一系列技術(shù)提升，這樣才能在數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代為企業(yè)的數(shù)字化智能制造轉(zhuǎn)型升級(jí)提供助力。