隨著國(guó)內(nèi)鈑金沖壓行業(yè)的發(fā)展，技術(shù)方面有了突破性的進(jìn)步，對(duì)自動(dòng)化生產(chǎn)線的應(yīng)用愈發(fā)成熟。自動(dòng)化生產(chǎn)線主要包括：級(jí)進(jìn)模沖壓、串聯(lián)沖壓、多工位沖壓。三次元高速?zèng)_壓線，是一種三次元送料機(jī)械手配合大噸位壓力機(jī)作業(yè)的多工位沖壓線體，因其生產(chǎn)效率高，目前已成為沖壓行業(yè)優(yōu)先選擇的技術(shù)解決方案。本文以我司實(shí)際情況為案例，對(duì)三次元沖壓線的雙機(jī)聯(lián)動(dòng)、柔性化生產(chǎn)模式進(jìn)行介紹。項(xiàng)目背景
我司對(duì)沖壓自動(dòng)化生產(chǎn)線應(yīng)用已有十余年，前期多采用機(jī)械手或機(jī)器人移載串聯(lián)的沖壓方式進(jìn)行自動(dòng)化生產(chǎn)，生產(chǎn)節(jié)拍在10 件/分鐘以內(nèi)。為進(jìn)一步提升生產(chǎn)效率，在珠海鈑金工廠試點(diǎn)引進(jìn)三次元沖壓生產(chǎn)線。為滿足工序需求，引進(jìn)的三次元沖壓生產(chǎn)線，根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)和行業(yè)常規(guī)技術(shù)解決方案，需配置800t以上的壓力機(jī)。但是受我司沿海地區(qū)地基條件差、舊廠房高度不足的影響，800t沖床三次元方案無(wú)法落地。針對(duì)以上實(shí)際情況，我們團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性提出基于雙機(jī)聯(lián)動(dòng)的三次元柔性生產(chǎn)模式。
項(xiàng)目綜述
線體組成
該項(xiàng)目使用兩臺(tái)500t 壓力機(jī)替代一臺(tái)800t 壓力機(jī)，中間增加緩沖銜接機(jī)構(gòu)和片料上料機(jī)構(gòu)連接成一條生產(chǎn)線。既滿足2 臺(tái)機(jī)連線生產(chǎn)，又可同時(shí)實(shí)現(xiàn)2臺(tái)機(jī)單獨(dú)運(yùn)行。該項(xiàng)目包括卷料上料系統(tǒng)（送料機(jī)具備卷料自動(dòng)切斷功能）、片料傳輸機(jī)構(gòu)、2 臺(tái)500t壓力機(jī)、三次元高速機(jī)械手線、中間緩沖銜接組件(由兩段磁性皮帶機(jī)、桁架機(jī)械手、拆跺機(jī)單元、皮帶輸送線組成)、線尾下料碼垛機(jī)構(gòu)、廢料輸出系統(tǒng)。
雙機(jī)連線生產(chǎn)模式
雙機(jī)連線生產(chǎn)示意圖如圖2 所示，兩段磁性皮帶機(jī)在同一平面，聯(lián)動(dòng)作業(yè)，流程圖見(jiàn)圖3。
單機(jī)生產(chǎn)模式
單機(jī)生產(chǎn)模式示意圖包括1#皮帶機(jī)降低形成坡度，1#壓力機(jī)的成品工件從收料皮帶機(jī)中轉(zhuǎn)輸出。2#皮帶機(jī)高度不變，拆跺單元上片料，通過(guò)桁架機(jī)械手上料，片料在2#皮帶機(jī)上完成定位后進(jìn)入壓力機(jī)沖壓，如圖4 所示。
雙機(jī)聯(lián)動(dòng)的三次元柔性生產(chǎn)模式優(yōu)勢(shì)
雙機(jī)聯(lián)動(dòng)的三次元柔性生產(chǎn)模式的應(yīng)用，開(kāi)創(chuàng)三次元運(yùn)行新模式。其優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下三點(diǎn)。
⑴突破廠房空間局限。雙機(jī)模式的應(yīng)用及思路，在舊廠房自動(dòng)化升級(jí)改造的過(guò)程中，能有效減小大型沖壓設(shè)備對(duì)廠房高度及地質(zhì)條件的限制。在這個(gè)項(xiàng)目中，800t 壓力機(jī)設(shè)備重量約300t，地面高度8.5米，基坑深度約為5 米。500t 壓力機(jī)的設(shè)備重量約165t，地面高度7m，基坑深度3m。⑵提高線體柔性化生產(chǎn)能力。打造三次元雙機(jī)高效柔性自動(dòng)線，既能實(shí)現(xiàn)雙機(jī)聯(lián)動(dòng)生產(chǎn)，又可以實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)單機(jī)各自獨(dú)立自動(dòng)生產(chǎn)兩種不同類型的零件。線體中間過(guò)渡實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化切換，不需要人工干預(yù)，一個(gè)主控制程序可拆分為多個(gè)獨(dú)立控制單元。相較于800t 單機(jī)，500t 雙機(jī)線將工作臺(tái)長(zhǎng)度臺(tái)面從6 米擴(kuò)大到8 米，可裝載模具數(shù)量從5 副擴(kuò)展至8 副，加大零件適應(yīng)生產(chǎn)范圍，滿足4 ～8 工序所有中大型空調(diào)鈑金覆蓋件的生產(chǎn)。項(xiàng)目整體提升線體的柔性化生產(chǎn)能力及設(shè)備利用率。⑶提高整體線體設(shè)備力學(xué)性能。從沖床的剛度考慮，超大臺(tái)面的彎曲變形精度會(huì)對(duì)模具的成形和沖裁存在影響，因此設(shè)備的撓度值將對(duì)同臺(tái)面的多副模具性能、零件精度產(chǎn)生影響。按理論計(jì)算，500t 沖床負(fù)載運(yùn)行時(shí)的最大變形是800t 沖床變形量的56%，大大降低運(yùn)行時(shí)對(duì)模具的影響，提升零件的質(zhì)量保障。800t 三次元和500t 雙機(jī)連線生產(chǎn)模式特性對(duì)比見(jiàn)表1。
結(jié)束語(yǔ)
隨著“中國(guó)制造2025”戰(zhàn)略的深入實(shí)施，自動(dòng)化、智能化發(fā)展趨勢(shì)日漸成為主流，制造業(yè)生產(chǎn)線的升級(jí)改造成了一個(gè)重要的課題。與此同時(shí)，企業(yè)在自動(dòng)化升級(jí)改造過(guò)程中因廠房老舊、地基等因素影響，800t及以上大噸位三次元生產(chǎn)方案無(wú)法應(yīng)用。本文基于三次元多工位機(jī)械手的雙機(jī)聯(lián)動(dòng)自動(dòng)化生產(chǎn)模式的探究，是我們?cè)谝延凶詣?dòng)化技術(shù)基礎(chǔ)上作出的二次突破，不僅有效地提升了企業(yè)的生產(chǎn)效率，而且打破了上述的限制，為后續(xù)的改造升級(jí)提供了思維上的突破。本文提到的經(jīng)驗(yàn)及探索方式，對(duì)鈑金行業(yè)同類的設(shè)備應(yīng)用及項(xiàng)目開(kāi)展具有參考意義。
