伺服机械混合自动冲压线的规划及应用(一)

伺服机械混合自动冲压线的规划及应用(一)

Jul 29, 2022

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转发自:专题报道

作者简介 夏咪咪冲压工艺工程师,主要从事冲压生产线规划设计,安装验收工作。

压线的规划

传统的冲压生产形式由人工取放料,生产效率较低,精度较差,劳动强度较大且安全性不够,冲压产品品质受操作者技能和素质等因素影响较大。

随着人们生活水平的提高,人们出行对于汽车的需求量加大,同时对汽车质量的要求也在不断提高。

伴随着汽车工业的快速发展,汽车行业的竞争日益激烈,冲压自动化的开发和应用成了国内外汽车发展的必由之路

冲压自动化实现了从传统的人工作业到自动取放料,虽然不同生产厂商采用的取放料的机构各不相同,但大体可以分为两类

一种是在压力机的纵轴线上安置多自由度搬运机器人,机械人可以沿压力机轴向、纵向移动

另一种是在两台压力机的立柱前后安置平行机械手臂

通过一根横杆形式的末端端拾器搬运零件。

本文以某产品的全铝车身外覆盖件生产线为例

介绍了生产节拍为10spm,由单臂机械手/七轴机器人+伺服压力机+机械压力机组成的伺服机械混合自动冲压线的规划及应用。

压力机的选择

从成本、性能、节能环保等几个方面,对压力机采用机械压力机或伺服压力机进行对比分析,并做出选择

成本

同吨位的伺服压力机比机械压力机成本要高出 40%一50%,在项目开展前期的预算中必须先对这部分增加的成本有所准备,若预算不足,则无法开展比对。

性能

(1)轨迹柔性化和产品成形效果

伺服压力机加工工艺轨迹柔性可控,可针对不同板材设置最佳成形速度,以改善零件冲压成形质量

伺服压力机可为不同产品单独设定最佳的滑块运动曲线和成形速度,从而提高零件的成形效果,降低废

由飞轮提供加工能量的传统机械压力机,当降低滑块速度以满足冲压工艺要求时,可能出现因能量不足而导致冲压加工无法完成的问题

金属材料有一个最为重要的特性,那就是其塑性不同速率下的变形惱况 不同速率情况下的加工硬化特性应变 

真应力:w到图1同种材料在不同加载速率情况下的塑性变形特性变形与造成塑性变形的加载方式及速度有密切关系

图1给出了同一种材料在不同加载速率的情况下,塑性变形的不同;这意味着加载速率及轨迹对产品的质量与材料本身有着重要的影响

〈2)工艺适应性

伺服压力机具备与液压机相同的下死点保压功能,滑块处于下死点时可满负荷输出,起保压作用,能够有效抑制零件的回弹缺陷,传统机械压力机必须经过整周旋转才能完成冲压过程,在下死点无法实现保压功能

伺服压力机具有下死点保压、二次冲压和摆动冲压等多种功能提高了伺服压力机的工作性能和工艺适应性,而传统机械压力机由于采用单向传动方式,不具备这些功能。

(引同步性的实现

伺服压力机滑块速度可控,便于实现与传输线同步控制,极大地提高了冲压生产节拍。也大大促进了冲压自动化同步线的实现。

伺服压力机的滑块行程可调,即可根据零件的成形工艺要求,设置滑块行程低于其公称行程值运行,从而提高冲压生产节拍,而传统机械压力机滑块行程不可调

传统机械压力机滑块运动特性曲线单一只能通过调整行程次数来实现与传输线的同步,在一定程度上降低了压力机的冲压生产节拍。

安全坏保

(1)噪声

利用伺服压力机运动特性曲线任意可调的特点

专题报道

可设置较低的模具接触板料速度,一方面防止板料在拉深时产生波浪形缺陷,另一方面又降低了上下模具接触速度,能够减小冲击噪声和延长模具使用寿命。

(2)节电节能

伺服压力机的伺服液压垫具有电力再生功能液压垫可节能60%,液压油用量为传统液压垫的1 / 10,机械压力机的传统液压垫无电力再生功能液压油用量6000L 以上。

伺服压力机采用电子飞轮和电容进行能量管理,降低了对电网的冲击,同时滑块在下降、上升减速时,伺服电机发电回馈电网,节能效果显著。

相同冲压工况下,能耗是同吨位传统机械压力机的40%

(3)减排。

伺服压力机为伺服电机驱动,无飞轮和离合器

可减少压缩空气用量。机械压力机使用大飞轮和离合器,会消耗大量压缩空气

自动化生产线布局

整条冲压线由上料小车、拆垛装置、进料皮带、清洗涂油机、光学对中台、1台伺服压力机+4台机械压力机、冲压模具、工序间传输装置及端拾器、出料皮带、成品检测存放区域等部分组成。

(1)上料小车及拆垛装置