文/馬杰，賈志樂，李志湖·江鈴汽車股份有限公司

在沖壓分離工藝上經(jīng)常需要借助輔助機(jī)構(gòu)以達(dá)到穩(wěn)定性、提升效率或縮短產(chǎn)品工序的目的，而自動(dòng)化氣動(dòng)機(jī)構(gòu)是最常用的一種輔助方式，主要用于沖頭的切換，可在同一套模具設(shè)置兩個(gè)甚至多個(gè)氣動(dòng)切換機(jī)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)一組模具生產(chǎn)多種款型的產(chǎn)品。

自動(dòng)化氣源分下模氣源和上模氣源兩種方式。下模氣源可利用壓機(jī)底座預(yù)留的氣源接口進(jìn)行使用，且在非生產(chǎn)時(shí)間就可以將工裝安裝就位。傳統(tǒng)的上模是沒有預(yù)留氣源接入口，只能在生產(chǎn)時(shí)間將氣源接入，對(duì)生產(chǎn)效率存在影響，隨著技術(shù)的進(jìn)步以及人們對(duì)自動(dòng)化的需求，上模氣源也在朝著自動(dòng)化的方面改善。

目前行業(yè)應(yīng)用自動(dòng)化上模氣源都是在滑塊上開孔，模具在加工的時(shí)候按照設(shè)備預(yù)留位置和要求進(jìn)行加工，這種結(jié)構(gòu)雖然解決了上模氣源在生產(chǎn)時(shí)間接入的問題，但是有三個(gè)弊端：一是只能是新設(shè)備、新模具開發(fā)時(shí)設(shè)計(jì)好后期才能夠使用，舊設(shè)備、舊模具無法改造；二是模具加工量大，制造成本增加；三是只有氣源信號(hào)沒有電信號(hào)，無法監(jiān)控狀態(tài)的正確與否，安全性較差。針對(duì)以上三個(gè)弊端，需要重新設(shè)計(jì)一種切換技術(shù)來滿足自動(dòng)化需求。

總體思路

模具的款型切換中是將氣源作為動(dòng)力輸出裝置，通過人工介入來完成切換調(diào)整。由于模具的設(shè)計(jì)理念、尺寸形狀及安全原因，造成傳統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)無法滿足自動(dòng)化切換的需求。

主要面臨以下難點(diǎn)：⑴如何使動(dòng)力源的設(shè)置安全可靠并具有高度的柔性化，即動(dòng)力源設(shè)置位置安全可靠，同時(shí)滿足幾十組大小不同模具的切換成為機(jī)械設(shè)計(jì)難點(diǎn)問題。⑵自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)行過程中的安全信號(hào)實(shí)時(shí)檢測，如何在模具和壓機(jī)兩個(gè)獨(dú)立部件中建立信號(hào)連接及傳輸，成為自動(dòng)化控制的難點(diǎn)問題。⑶不同款型的切換意味著產(chǎn)品配方的差異，如何在不整線切換配方的情況下實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品配方修改，成為實(shí)際操作的另一大難題。

技術(shù)方案

動(dòng)力源的設(shè)計(jì)

運(yùn)用設(shè)備夾緊器位置，在上模夾緊器處設(shè)計(jì)自走式動(dòng)力源來驅(qū)動(dòng)模具款型切換，當(dāng)切換時(shí)壓機(jī)側(cè)氣源裝置通過自身移動(dòng)與模具側(cè)貼合，實(shí)現(xiàn)氣源傳輸，替代了原先人工進(jìn)入設(shè)備插拔氣管的傳輸方式，并能實(shí)現(xiàn)柔性化滿足不同尺寸模具需求。整體安裝示意圖如圖1 所示。

圖1 整體安裝示意圖

該裝置自身主要結(jié)構(gòu)有7 塊：⑴安裝支架；⑵防護(hù)外殼及安裝面板；⑶氣管電纜拖鏈；⑷電氣接線盒；⑸限位擋塊；⑹氣管、線纜；⑺接口(氣源、電源及電信號(hào))，如圖2 所示。

圖2 整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖

自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)行過程中的安全信號(hào)實(shí)時(shí)檢測

電氣原理主要分為三部分：第一部分是通過控制電磁閥來控制上模氣源拖鏈裝置(圖2 中位置3)前進(jìn)后退的動(dòng)作。第二部分是裝置接口(圖2 中位置7)的位置檢測，判斷是否到位，詳見圖3 位置2。第三部分是裝置接口(圖2 中位置7)接收模具上氣缸位置檢測的信號(hào)，進(jìn)行自診斷，防止氣缸位置不正確而導(dǎo)致的生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)，在該部位A7 線首次使用B-PLUS無線感應(yīng)接頭技術(shù)，通過壓機(jī)側(cè)供電，經(jīng)感應(yīng)接頭后為模具側(cè)快換機(jī)構(gòu)檢測開關(guān)提供12V以下控制電流。從而保證了在生產(chǎn)過程中，設(shè)備對(duì)于模具狀態(tài)的有效監(jiān)控，詳見圖3 位置3。

圖3 設(shè)備端接口

配方參數(shù)差異化調(diào)取應(yīng)用操作

沖壓生產(chǎn)的配方參數(shù)具有唯一性，即一組模具對(duì)應(yīng)唯一生產(chǎn)配方，如何在同一配方內(nèi)快速實(shí)現(xiàn)參數(shù)切換，成為問題核心。我們對(duì)壓機(jī)進(jìn)行區(qū)域劃分，標(biāo)準(zhǔn)化氣源端口，并采用二進(jìn)制算法來實(shí)現(xiàn)參數(shù)選擇唯一性，并與設(shè)備端進(jìn)行聯(lián)鎖，實(shí)現(xiàn)一鍵快速切換，如圖4 所示。

圖4 上模傳感器檢測界面

結(jié)束語

通過自走式氣動(dòng)裝置開發(fā)運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)氣源自動(dòng)傳輸，替代了原先人工插拔氣管的傳輸方式，縮短了自動(dòng)化生產(chǎn)線模具款型切換的時(shí)間。在機(jī)械機(jī)構(gòu)滿足使用要求的情況下，加入了B-PLUS 無線感應(yīng)電流技術(shù)，通過壓機(jī)側(cè)供電，通過感應(yīng)電流識(shí)別氣動(dòng)切換機(jī)構(gòu)氣缸磁環(huán)的位置，保證切換氣缸工作到位、模具款型切換不出問題。同時(shí)該項(xiàng)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)舊設(shè)備舊模具進(jìn)行改造，并可以使整個(gè)工廠和模具的上模氣源標(biāo)準(zhǔn)化，適用范圍廣，適用于所有汽車沖壓設(shè)備和沖壓模具設(shè)計(jì)。