冲压与模具工艺:如何提升冲压车间的自动化?

行业动态     |     2020-05-07
摘要:冲压行业经理人Roberto Rossi先生谈关于冲压车间自动化。早在本世纪七十年代中期,我们便开始开发模压生产线内部金属板材自动化搬运的专用机器人,从而使生产率和操作者的安全性显著提高。

  冲压行业经理人Roberto Rossi先生谈关于冲压车间自动化。
 
  早在本世纪七十年代中期,我们便开始开发模压生产线内部金属板材自动化搬运的专用机器人,从而使生产率和操作者的安全性显著提高。当我们意识到传统机器人不能够满足市场对生产力的要求时,通过自主开发机器人以及专门用于提高生产速率并同时优化造型机的软件来应对这一市场需求。
 
  长期以来,我们的解决方案已能够在模制品尺寸、生产批数以及使用的新材料等方面更好地满足客户不断变化的需求。现如今,在经营30年和安装成百上千条生产线之后,我们继续自主开发机器人和配套技术,从而向客户们提供高效率的先进解决方案。我们的解决方案非常丰富并且范围广泛,因为我们知道:冲压连线机器人没有必要满足客户一切可能的需求。机器人性能和机器人系统性能都必须提高,这是我们集中投入的目标。
 
  一、现代冲压车间实现自动化的关键因素是什么?
 
  首先,有若干不同类型的冲压客户。我们主要与自主生产钣金部件的汽车制造商以及在一级市场内为多个客户生产制造结构零件和外部零件的企业合作。正如您所预料的,市场驱动者之间各不相同。汽车制造商往往规模较大并且生产批次多。这意味着,它们需要保证较高的生产率。另一方面,二三级市场的企业往往较小,生产批数也较少。对于这些公司来说,系统的灵活性比生产率更重要。降低成本和提高质量是这两种客户的共同目标。
 
  我认为,值得指出的是上述内容类似于机器人被限制用于管理造型机的情况,或者当机器人被用于金属板材脱模或者刷光、清洗以及将部件装入集装箱并随后运输至装配线等多个工序的集成单元以及其他工序中时。
 
  此外,我应该指出的是,使用伺服控制的压力机愈来愈多地以液压压力机和机械压力机为代价。其中,液压压力机更精确,更好地控制工序,但较慢;机械压力机更快速,却精度较低并且较难控制。随着这些伺服控制机器的使用,机器人与压力机之间需要更加紧密的联结,以便于像控制轴一样操纵机器。通过此方式,它们的同步化能够得以优化,促使造型机连续不断地动作。在软件层面和机器人技术层面上,这都是我们正在研究的局部问题。
 
  这个过程中最难的挑战:
 
  在汽车行业中,金属板材热冲压工艺正越来越重要,同时新型硼钢的使用也愈加重要。此钢材具有比行业中使用的传统材料更佳的机械性能。
 
  在热成形工序过程中,金属板材经过约950℃的熔炉加热,然后通过模具插入机器中;该模具配有冷却回路,可将板材温度降低至250℃。因此,该工序是对用于生产中小型汽车结构性元件的板材进行成形和淬火的工序。然而,主要问题在于工序本身所需要的苛刻条件。事实上,通过开发专门为冲压操作设计的解决方案来应对这一问题,同时考虑到了机器人会在高温环境中工作的现实情况。
 
  二、机器人是如何实现冲压车间自动化的?
 
  柯马NJ 100 3.2具有有效载荷100 kg,主要用于中小型生产线。例如,不超过1,200吨的压力机间隔7米以内放置,机器人用于加工金属板材25 kg——车前盖或者车门的一般重量。NJ 130 3.7版是用支架方式安装。这意味着将其固定在间隔距离9米的两台压力机之间支柱顶端或者横梁上。它被设计用于重达50 kg的较大工件。在这一点上,容许载荷的数值非常重要,并且能够达到125 kg。NJ 140 3.7机器人是以第七轴为特点的,并且第1轴上配有双发动机,以便于提高机器人在加速度上的性能(速度)。第七轴可沿直线轨道将金属板从一个模具转移到另一个模具,缩短了机器之间的距离,从而减少节拍时间。三个机器人都用于装配市售的真空型或者磁性抓取工具。
 
  三、冲压专用机器人与传统的自动化解决方案的区别是什么?
 
  由于高生产率对于汽车冲压行业来说是至关重要的,我们已开发出优化冲压车间效率的特殊机器。我们的冲压专用机型与标准型机器人不同,其设计可保证较高的生产率,因为它配有更高效的液压伺服压力机并且能够更好地执行切削、板材定中心、清洗和贮存成品零件等要求高灵活度和高操作精度的操作。
 
  成形生产线上最重要的事情之一是具有机器人控制器。它缩短压力机的束缚时间,从而保证其能够获得生产线的最大步调信号。节拍时间的缩短有助于提高工厂本身的绩效,使工厂具有更高的生产率。冲压专用机器人机器人配有专用机载设备,包括600V气冷式发动机、若干轴上的特殊变速箱,并由数字驱动装置控制。它们能够达到每分钟16件的速度,有效载荷130 kg,工作半径达3700 mm,使其能够被放置在大型压力机之间的空间内。由于最新一代机器结实耐用,但与以往的机型相比总重量减少了30%,因此它们更加灵活并且能耗更低。
 
  我们也已设计出SMART IP等金属板材成形的专用软件。该软件能够优化生产流程。通过使用此软件,我们客户能够计算机器人的节拍时间并且在其活动之间与压力机的节拍保持完全同步。SMART IP采用简化的编程模式,使操作者可以监控生产线的正确运转以及即时显示其生产率。最后,此软件控制着机器人伺服机构的操作并且及时报告工序中的异常情况,从而减少或者避免生产的故障时间。
 
  四、什么是人和机器分离过程?
 
  冲压连线车间管理者通常需要对钣金零件的生产线终端处理(以高流量和高速度为特点)进行管理。为了使自动化冲压线更高效和更安全,我们已研发出自动齿条传动解决方案。在该解决方案中,由多个铰接式机器人控制特定容器中已加工材料的储存,无需人为干预。
 
  自动齿条传动系统能够使企业优化生产线的整个生产流程,同时使用灵活、精确并且用视觉系统辅助的铰接式机器人,具有显著优势。例如,机器人能够将不同尺寸的物品放置在专门的容器中,也能够操纵钢制或者铝制成品零件,即使这些零件的重量和尺寸各异。另外,机器人能够更加准确和精确地将部件定位在储存容器中,按照直接将部件输送至焊接线的方式排列部件,以便于进行后续的加工步骤。
 
  【兴迪源机械液压技术优势】
 
  兴迪源机械严格按照ISO国际标准质量管理体系和5S管理标准进行质量监控和内部管理。建立有 “河南省流体压力成形智能装备工程技术研究中心”,核心团队由数10名博士、硕士和各高等院校金属成形专家教授组成,专注于液压成形核心技术和产品工艺研发。
伺服框架式液压机
 
  兴迪源机械与中国科学院金属研究所、南京航空航天大学等院校开展长期的产、学、研合作,并共同设立了“液压成形技术产业化示范基地”,时刻跟踪国内外领先技术,不断提升“兴迪源”液压设备品牌价值。