摘 要：全(quan)自動(dong)沖壓(ya)生(sheng)產(chan)線，是集(ji)機(ji)、電、液及信息技(ji)術于一體的(de)大型全(quan)自動(dong)沖壓(ya)生(sheng)產(chan)線。由壓(ya)力機(ji)主機(ji)、機(ji)械(xie)手等連線組成(cheng)，具有(you)高(gao)智能化、高(gao)精度、高(gao)可靠性、高(gao)效率、節能、節材等一系列優點，能夠提高(gao)生(sheng)產(chan)效率和(he)產(chan)品質量，減少(shao)操作工人數(shu)量和(he)占地(di)面積(ji)，降(jiang)低生(sheng)產(chan)成(cheng)本。文(wen)章闡述全(quan)自動(dong)沖壓(ya)生(sheng)產(chan)線的(de)組成(cheng)、原理及應用(yong)，并對其發展前景(jing)進行(xing)了展望。
關鍵詞：沖壓；加工；生產線(xian)；金屬零件(jian)
全(quan)自動沖(chong)(chong)壓(ya)(ya)(ya)技術是降低金(jin)屬零件(jian)沖(chong)(chong)壓(ya)(ya)(ya)加工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)成本的(de)(de)(de)必要技術手段(duan)。全(quan)自動沖(chong)(chong)壓(ya)(ya)(ya)生(sheng)(sheng)產線，是三維一體(ti)的(de)(de)(de)大型生(sheng)(sheng)產線，其在使(shi)用的(de)(de)(de)過(guo)程(cheng)中(zhong)可以有效(xiao)的(de)(de)(de)提高金(jin)屬零件(jian)加工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)的(de)(de)(de)質量，使(shi)零件(jian)在加工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)的(de)(de)(de)過(guo)程(cheng)中(zhong)實現全(quan)城自動化。提高了(le)零件(jian)加工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)的(de)(de)(de)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)作效(xiao)率高，減少了(le)對(dui)(dui)原材料的(de)(de)(de)需求，降低了(le)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)人(ren)的(de)(de)(de)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)作強度，使(shi)得廠家的(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)產金(jin)屬零件(jian)所產生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)利(li)潤得到了(le)大幅度的(de)(de)(de)提高。因此，文(wen)章對(dui)(dui)全(quan)自動沖(chong)(chong)壓(ya)(ya)(ya)生(sheng)(sheng)產線在金(jin)屬零件(jian)沖(chong)(chong)壓(ya)(ya)(ya)加工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)中(zhong)的(de)(de)(de)應用進(jin)行(xing)探討。
沖壓的(de)(de)形成始于工業(ye)制造生(sheng)產(chan)中最普遍的(de)(de)生(sheng)產(chan)方(fang)式并(bing)被廣(guang)泛地用(yong)于家電、通訊、汽修、IT等行(xing)業(ye)的(de)(de)金屬(shu)零件(jian)制造工業(ye)。目前大(da)多數(shu)的(de)(de)金屬(shu)零件(jian)生(sheng)產(chan)廠家仍舊(jiu)使(shi)(shi)用(yong)傳統的(de)(de)金屬(shu)零件(jian)加工方(fang)法(fa)(fa)，即使(shi)(shi)用(yong)人(ren)工手動送料(liao)。這種方(fang)法(fa)(fa)在(zai)金屬(shu)零件(jian)加工的(de)(de)過(guo)程中，不僅難以(yi)獲(huo)得較高(gao)的(de)(de)生(sheng)產(chan)效率，并(bing)存在(zai)一(yi)定的(de)(de)安(an)全隱患，需要大(da)量(liang)的(de)(de)工人(ren)共同(tong)協作才(cai)(cai)能將工作完成，因此這種方(fang)法(fa)(fa)需要的(de)(de)工人(ren)的(de)(de)工強度十分巨(ju)大(da)。隨著(zhu)教(jiao)育(yu)體制的(de)(de)不斷改革，勞動力(li)的(de)(de)文(wen)化水(shui)平也得到了(le)顯著(zhu)的(de)(de)提(ti)高(gao)，勞動力(li)的(de)(de)成本不斷增加，工作能力(li)強的(de)(de)專業(ye)人(ren)才(cai)(cai)更是屈指可數(shu)，大(da)量(liang)的(de)(de)人(ren)力(li)資源浪費(fei)會增加廠家的(de)(de)成本消(xiao)耗，使(shi)(shi)其獲(huo)得的(de)(de)經濟效益(yi)下降。
全自動沖壓(ya)(ya)(ya)生產(chan)線的(de)(de)出現，完美(mei)的(de)(de)解決了(le)(le)傳統的(de)(de)人(ren)工單機(ji)送料沖壓(ya)(ya)(ya)生產(chan)中存在(zai)(zai)的(de)(de)問題。不僅減少了(le)(le)工人(ren)使用(yong)的(de)(de)數(shu)量，而且降低(di)了(le)(le)廠(chang)家的(de)(de)生產(chan)成本(ben)，是金屬(shu)(shu)(shu)另(ling)加沖壓(ya)(ya)(ya)加工未來發(fa)展的(de)(de)必(bi)然趨勢。近年來，由于(yu)信息技(ji)術、電(dian)子(zi)技(ji)術的(de)(de)不斷發(fa)展與進步，工業機(ji)器(qi)人(ren)的(de)(de)技(ji)術已(yi)經(jing)越(yue)來越(yue)成熟，許多發(fa)達國(guo)家在(zai)(zai)生產(chan)的(de)(de)過程中已(yi)經(jing)實現了(le)(le)全自動沖壓(ya)(ya)(ya)生產(chan)線在(zai)(zai)金屬(shu)(shu)(shu)零件沖壓(ya)(ya)(ya)加工中的(de)(de)有效運用(yong)。事(shi)實證明，全自動沖壓(ya)(ya)(ya)生產(chan)線對(dui)于(yu)金屬(shu)(shu)(shu)另(ling)加的(de)(de)沖壓(ya)(ya)(ya)加工具有重要的(de)(de)意義與作用(yong)。
全(quan)自(zi)(zi)動沖(chong)(chong)壓生產(chan)線就是將各類技術集中與(yu)(yu)一體的(de)(de)大(da)型(xing)自(zi)(zi)動沖(chong)(chong)壓生產(chan)線，生產(chan)線上有多臺(tai)(tai)精(jing)密(mi)壓力機(ji)(ji)同時進(jin)行(xing)工(gong)(gong)作。原材料的(de)(de)加(jia)工(gong)(gong)與(yu)(yu)運輸(shu)可以通過(guo)電機(ji)(ji)驅動的(de)(de)機(ji)(ji)械手(shou)來(lai)得以實(shi)(shi)現，而現場總線控制機(ji)(ji)械手(shou)和大(da)型(xing)精(jing)密(mi)壓力機(ji)(ji)的(de)(de)作用則是對現場進(jin)行(xing)故障監控與(yu)(yu)診(zhen)斷，在生產(chan)金屬零件(jian)的(de)(de)過(guo)程中，實(shi)(shi)現全(quan)自(zi)(zi)動沖(chong)(chong)壓的(de)(de)生產(chan)線。以下圖中的(de)(de)兩臺(tai)(tai)主(zhu)機(ji)(ji)連線金屬零件(jian)沖(chong)(chong)壓加(jia)工(gong)(gong)為(wei)例(li)，機(ji)(ji)器人全(quan)自(zi)(zi)動沖(chong)(chong)壓生產(chan)線主(zhu)要由雙積料自(zi)(zi)動交(jiao)換(huan)以及送(song)(song)料裝置、大(da)型(xing)精(jing)密(mi)壓力機(ji)(ji)、三維機(ji)(ji)械手(shou)送(song)(song)料裝置、伺(si)服驅動半送(song)(song)裝置等組成(cheng)（見(jian)圖1）。
圖1 全自動沖壓生產線
3.1 雙積料自(zi)動交換及送料裝(zhuang)置
該裝(zhuang)置在實(shi)現(xian)自(zi)(zi)動(dong)交換(huan)、自(zi)(zi)動(dong)送料(liao)的(de)過程中(zhong)，主(zhu)要以使(shi)(shi)用將(jiang)工件(jian)(jian)與材料(liao)相分(fen)離的(de)方(fang)法(fa)，將(jiang)材料(liao)準確(que)的(de)運送到(dao)指定的(de)位置，以便于(yu)三(san)維送料(liao)系(xi)統將(jiang)工件(jian)(jian)逐步(bu)移(yi)動(dong)到(dao)模具上去。在金屬零件(jian)(jian)沖壓加工的(de)過程中(zhong)，三(san)維送料(liao)系(xi)統主(zhu)要是(shi)由(you)雙積料(liao)自(zi)(zi)動(dong)交換(huan)裝(zhuang)置以及送料(liao)裝(zhuang)置兩個部分(fen)所(suo)組成(cheng)，可(ke)以實(shi)現(xian)橫向(xiang)(xiang)、縱向(xiang)(xiang)等三(san)個方(fang)向(xiang)(xiang)的(de)動(dong)作(zuo)。當其中(zhong)一處(chu)的(de)工件(jian)(jian)使(shi)(shi)用完(wan)畢以后，可(ke)以通過氣缸或者是(shi)液壓缸的(de)作(zuo)用，實(shi)現(xian)工件(jian)(jian)片料(liao)的(de)自(zi)(zi)動(dong)更(geng)換(huan)，無(wu)需進(jin)行手動(dong)操作(zuo)。
3.2 精密(mi)機械壓(ya)力機
精(jing)密機(ji)械壓力(li)機(ji)也叫做主機(ji)。可(ke)(ke)以(yi)提(ti)前將金(jin)屬零件(jian)(jian)的(de)加工(gong)(gong)工(gong)(gong)藝以(yi)及生產工(gong)(gong)序(xu)(xu)等方(fang)面(mian)的(de)數據錄入(ru)其系統當中(zhong)，并根據金(jin)屬零件(jian)(jian)加工(gong)(gong)的(de)基本要(yao)求(qiu)，設(she)定好加工(gong)(gong)的(de)順序(xu)(xu)和速度(du)。工(gong)(gong)件(jian)(jian)材(cai)料(liao)的(de)更換則是使(shi)用現場總線控制(zhi)協調，與三(san)維機(ji)械手送料(liao)裝置之間的(de)動作(zuo)始終保持一致，使(shi)金(jin)屬零件(jian)(jian)在加工(gong)(gong)的(de)過程中(zhong)，每(mei)一道工(gong)(gong)序(xu)(xu)的(de)質量都可(ke)(ke)以(yi)得到有(you)效(xiao)的(de)保證。
3.3 三維機械手(shou)送料裝置
三維機(ji)械手送料(liao)裝置屬(shu)于一項(xiang)全自動(dong)的(de)(de)送料(liao)裝置，其功能主要包括送料(liao)、夾(jia)料(liao)以(yi)及(ji)提(ti)升(sheng)，可(ke)以(yi)實(shi)現(xian)橫向(xiang)、縱向(xiang)等三個方(fang)向(xiang)的(de)(de)動(dong)作，工作覆蓋其可(ke)觸碰到(dao)的(de)(de)整(zheng)個空(kong)間。在金(jin)(jin)屬(shu)零件(jian)(jian)沖壓(ya)的(de)(de)實(shi)際工作中，三維機(ji)械手的(de)(de)主要功能就是(shi)對材料(liao)進行(xing)加持或搬(ban)運、擱置，通(tong)過(guo)這(zhe)種方(fang)法把(ba)材料(liao)運送到(dao)指定的(de)(de)位置上，并根據(ju)不(bu)同(tong)金(jin)(jin)屬(shu)零件(jian)(jian)在加工時(shi)方(fang)法的(de)(de)不(bu)同(tong)，對主機(ji)、三維機(ji)械手以(yi)及(ji)支撐(cheng)座(zuo)的(de)(de)數量進行(xing)相應的(de)(de)變(bian)化。并根據(ju)金(jin)(jin)屬(shu)零件(jian)(jian)加工的(de)(de)情況以(yi)及(ji)客戶(hu)的(de)(de)需求，來調整(zheng)送料(liao)的(de)(de)速度，改變(bian)零件(jian)(jian)加工的(de)(de)固有順序，使得整(zheng)個生產線的(de)(de)可(ke)調節(jie)性得到(dao)提(ti)高。
3.4 伺服驅(qu)動搬送裝置
在金(jin)屬(shu)零件(jian)(jian)加(jia)工(gong)的(de)(de)過程(cheng)中，一旦出現需(xu)要(yao)同時加(jia)工(gong)的(de)(de)零件(jian)(jian)較多的(de)(de)情況下，只安裝一臺精(jing)密壓力機(ji)，顯然已經(jing)無法滿(man)足生產的(de)(de)需(xu)要(yao)。因此，應該使用伺(si)服驅(qu)動(dong)搬送裝置(zhi)將短時間(jian)內無法沖壓的(de)(de)金(jin)屬(shu)零件(jian)(jian)運送到制定的(de)(de)位置(zhi)，對送料裝置(zhi)潘(pan)松(song)來(lai)的(de)(de)材料進行一一拾取(qu)，送到主(zhu)機(ji)處(chu)進行逐一加(jia)工(gong)。不僅可以環(huan)節精(jing)密壓力機(ji)所承(cheng)受的(de)(de)壓力，也(ye)可以提(ti)高金(jin)屬(shu)零件(jian)(jian)加(jia)工(gong)的(de)(de)速(su)度，直到金(jin)屬(shu)零件(jian)(jian)加(jia)工(gong)完成，沖壓的(de)(de)全部工(gong)序也(ye)就得以完成（見(jian)圖2）。
由此(ci)看來，在沖壓(ya)(ya)生產線上(shang)，使(shi)(shi)用(yong)一臺精密壓(ya)(ya)力(li)機還是多臺精密壓(ya)(ya)力(li)機連線進行(xing)工作，主(zhu)要(yao)取決于(yu)被加(jia)工的(de)(de)金(jin)屬零件所需要(yao)用(yong)到的(de)(de)加(jia)工工序。伺服驅動搬送裝置使(shi)(shi)整條生產線的(de)(de)柔性(xing)可以隨時進行(xing)調(diao)節，實現了金(jin)屬零件沖壓(ya)(ya)工藝中的(de)(de)充足，使(shi)(shi)加(jia)工出的(de)(de)金(jin)屬零件質量(liang)更佳，在
極(ji)大(da)程度上提高(gao)了(le)相關設備的(de)應用范圍以及使(shi)用壽命。
圖2 沖壓工序
在(zai)金屬(shu)(shu)(shu)零(ling)件(jian)(jian)實際的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)加工(gong)(gong)過程(cheng)中(zhong)，使用(yong)(yong)(yong)全自動(dong)(dong)沖(chong)壓(ya)(ya)(ya)線(xian)(xian)對其進(jin)行沖(chong)壓(ya)(ya)(ya)加工(gong)(gong)，相較(jiao)于傳統的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)擔任送(song)料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)加工(gong)(gong)方式來說(shuo)，全自動(dong)(dong)沖(chong)壓(ya)(ya)(ya)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)線(xian)(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)優勢十分(fen)明顯：①使用(yong)(yong)(yong)全自動(dong)(dong)沖(chong)壓(ya)(ya)(ya)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)線(xian)(xian)進(jin)行金屬(shu)(shu)(shu)零(ling)件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)沖(chong)壓(ya)(ya)(ya)加工(gong)(gong)，最高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)節拍可(ke)(ke)(ke)以達(da)到每分(fen)鐘(zhong)二十五次，使其生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)效(xiao)(xiao)率得到了顯著提(ti)高(gao)。全自動(dong)(dong)沖(chong)壓(ya)(ya)(ya)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)線(xian)(xian)在(zai)金屬(shu)(shu)(shu)零(ling)件(jian)(jian)沖(chong)壓(ya)(ya)(ya)加工(gong)(gong)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)(yong)(yong)，可(ke)(ke)(ke)以提(ti)高(gao)產(chan)出零(ling)件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)質量，減(jian)少(shao)金屬(shu)(shu)(shu)零(ling)件(jian)(jian)在(zai)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)過程(cheng)中(zhong)消耗(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)成本(ben)，提(ti)高(gao)廠家(jia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)經濟效(xiao)(xiao)益；②全自動(dong)(dong)沖(chong)壓(ya)(ya)(ya)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)線(xian)(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)使用(yong)(yong)(yong)，減(jian)少(shao)了傳統生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)技(ji)術中(zhong)對人力(li)資源的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)消耗(hao)，降(jiang)低(di)了土地資源的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)使用(yong)(yong)(yong)面(mian)積(ji)，大幅度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)削弱(ruo)了相關(guan)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)設備的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)作用(yong)(yong)(yong)與(yu)使用(yong)(yong)(yong)率。如此一來，也可(ke)(ke)(ke)以達(da)到降(jiang)低(di)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)成本(ben)、減(jian)少(shao)操(cao)作工(gong)(gong)人的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)效(xiao)(xiao)果。從而有效(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)提(ti)升廠家(jia)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)金屬(shu)(shu)(shu)零(ling)件(jian)(jian)所獲得的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)經濟效(xiao)(xiao)益。
金(jin)屬(shu)零(ling)(ling)(ling)件的加(jia)(jia)工(gong)，不僅關系(xi)到人類的日常(chang)生活，也關系(xi)到新時(shi)代(dai)下我(wo)國(guo)經(jing)濟社會發展的需(xu)要，以及(ji)國(guo)家綜合水平的提(ti)高(gao)。全自動(dong)沖(chong)壓生產線在金(jin)屬(shu)零(ling)(ling)(ling)件沖(chong)壓加(jia)(jia)工(gong)中(zhong)的應用(yong)，有助于(yu)金(jin)屬(shu)零(ling)(ling)(ling)件加(jia)(jia)工(gong)產業生產水平的提(ti)高(gao)，有效的減少了工(gong)人的工(gong)作強(qiang)度與廠(chang)家生產、加(jia)(jia)工(gong)時(shi)所需(xu)的材料與占地面(mian)積，增加(jia)(jia)了廠(chang)家的利潤收入，可以在各大金(jin)屬(shu)零(ling)(ling)(ling)件加(jia)(jia)工(gong)廠(chang)中(zhong)進行(xing)推廣與使(shi)用(yong)。