冲压生产中的自动化技术

冲压生产中的自动化技术

一、自动化技术在冲压生产中的应用

冲压产品被广泛地应用在国民经济的各个领域,从航天航空、交通运输、机械电子、医疗器械到日常的生活用品都离不开冲压件。不但整个产业界涉及它,而且我们每个人都直接与冲压产品密切相关。像飞机、火车、汽车、拖拉机上就有许多大、中、小型冲压件,轿车的车身、车架及车圈等零部件都是冲压加工出来的。据有关调查统计,自行车、缝纫机、手表里有80%是冲压件;电视机、收录机、摄像机里有90%是冲压件;还有锅炉、食品金属罐壳、不锈钢餐具及搪瓷制品等,全都是冲压产品;就连电脑的硬件中也缺少不了冲压件。那么,自动化技术在冲压生产中又有怎样的应用呢?下面就让我们来解析一下吧。

1、人工机器人技术的运用随着汽车工业的发展,科研人员将人工机器人应用于冲压生产中。车身冲压原材料由原来的以板材为主、卷料为辅朝着以卷料为主、板料为辅的方向发展。毛坯下料设备由原来的普通剪板机过渡到现已基本实现开卷落料的自动化装置。机器人这一高新技术产品,承担了从卷材与堆垛到零部件的码垛;从提供控制系统到企业ERP;从设计到生产支持与效率优化的全盘工作。机器人的运用不仅代替人完成一些人类不可能完成的工作,而且可以减少生产中的失误率和危险性,生产效率、产品质量和材料的利用率都得到了很大的提高。

2、仿真技术的运用随着科学技术的不断进步与发展,人们在科学领域取得了越来越多的成就。特别是在一些仿真技术上,将动物及植物的特性应用到冲压生产这一领域中。仿真技术的运用不仅是改进磨具设计方式的一个有力手段,也是促进磨具工业技术进步、提高产品质量和生产效率的关键因素。其应用不仅节约了大量的人力、物力和财力,提高了企业的经济效益,同时也促进了企业生产的规模化和集约化,对扩大再生产和国民经济的发展起到了积极的推动作用。

二、自动化技术在冲压生产中的发展趋势

柔性制造技术是自动化技术向高发展的必然产物。柔性制造系统(FMS)由加工、物流、信息流三个子系统组成,它在自动化技术、信息技术及制造技术的基础上,将微电子学、计算机和系统工程等技术有机地结合起来。FMS的工艺基础是成组技术,它按照成组的加工对象确定工艺过程,选择相适应的冲压设备和工件及模具等物料的储运系统,并由计算机控制,自动调整并实现一定范围内多种工件的成批高效生产,并能随时改变产品以适应市场需求。FMS兼有加工制造和生产管理两种功能,它将以往企业中相互独立的工程设计、生产制造及经营管理等过程在计算机及其软件的支撑下,构成一个覆盖整个企业的完整而有机的系统,以实现全局动态最优化的目的。FMS作为当今世界发展的前沿科技,为未来企业提供了一幅宏伟的蓝图,将成为21世纪机械制造业的主要生产模式。柔性制造技术趋于成熟是汽车零部件生产最重要的技术进步。首先,组成冲压生产线的设备的数控化奠定了冲压生产线自动化的基础;而柔性传送技术、机外仿真技术、脱机编程技术的日臻完善,特别是包括模具自动仓库、模具自动识别与提取、模具工作参数自动调整等功能的模具系统实用化,标志着汽车零部件柔性化技术已趋成熟,使大型覆盖件的“个性化”、“按定单”和“准时”生产成为可能。主要体现在:

(1)设备功能柔性化:设备能完成多种加工、利于实现批量生产、提高设备利用率和缩短加工周期。

(2)操作柔性化:具有相同加工工艺的工件能以多种方式进行加工,在机器出现故障时易于实现动态调度。

(3)加工路径柔性化:工件加工可通过制造系统的多种路径完成,便于平衡机床负荷,增强系统在机床故障、刀具磨损等情况下运行的稳定性和可靠性。

(4)加工过程柔性化:加工过程能同时生产多种产品,具有混合比柔性,通过提供多样化的产品来满足客户越来越高的要求。柔性冲压自动化生产线的基本结构大多由一台双动压力机与数台单动压力机串联布置。在双动压力机之前有拆垛装置,双动压力机与单动压力机之间及单动压力机之间有上下料装置,最后一台单动压力机之后是码垛装置。此外,自动快速换模系统、自动快速调整系统、故障检测系统以及废料排除与运输系统都是必不可少的。冲压生产柔性技术未来的发展方向:

(1)向小型化、单元化方向发展为了让更多的中小企业采用柔性制造技术,FMS将由大型复杂系统向经济、可靠、易管理、灵活性好的小型化、单元化方向发展。

(2)向模块化、集成化方向发展为了有利于FMS的制造厂家按需、分期有选择地购置系统中的设备,并逐步扩展和集成为功能强大的系统,FMS的软硬件都将向模块化方向发展。以模块化结构集成FMS,再以FMS作为基本模块集成CIMS是一种基本趋势。

(3)控制智能化首先对材料或工艺参数建立在线检测系统,当材料性能或工艺参数发生变化或产生波动时,由自动检测系统在线确定相关参数的瞬时量值,并通过计算机模拟分析和优化软件确定参数变化后的最佳工艺参数组合。自动控制系统调整工艺参数后,可以实现冲压工艺过程的自适应控制,新的生产数据逐渐积累可进一步成为后续加工过程的工艺优化基础。

三、总结

自动化技术已深入到机械制造的各个领域,因其生产的高效率和产品的高质量已被生产企业普遍接受。大力发展工控自动化是加快企业技术提升和扩大再生产、提高经济效益的有效路径和手段。科研人员要不断探索和研究冲压生产的自动化技术,使其与国际接轨,努力使我国冲压生产水平处于世界领先地位。相信在不久的将来,我国冲压生产的自动化水平还将取得更大的进步。

作者:王晓辉 单位:吉林省机电研究设计院