沖壓

淺談沖壓產線自動化的升級方案

轉載 :  zaoche168.com   2019年02月22日

  沖壓作為整車生產中重要的組成部分,與整個企業的生產效率息息相關。而在當前市場形勢突變和人工成本上升的背景下,沖壓自動化的升級也就成為了各企業之間提高制造柔性和生產效率的必經之路。本次舒勒公司推出的最新的自動化方案和技術不僅可以應用在新的壓機線上,使新的壓機線走在行業的技術前沿,還可以匹配到現有壓機線上,通過自動化改造給現有的壓機線帶來新的活力,并且最大限度的挖掘現有壓機線的產能。

  自動化升級是發展趨勢

  為什么自動化升級會成為將來沖壓產線的趨勢?筆者認為有以下六個原因:

  ⑴質量要求的提高。市場環境對沖壓件的質量要求不斷提高,自動化升級可以給整線的質量控制帶來極大的幫助。

  ⑵設備的可靠性需求。隨著自動化技術的發展,相比于老舊的自動化和手動加工,全新的設備會隨著質量的提高而更加可靠,可以大大減少沖壓線的故障停產時間。

  ⑶生產的靈活性需求。各種特殊沖壓件的自動化抓取和運輸往往是自動化的難點,有時不得不需要靠人工來代替,這樣會大大降低生產效率。而全新的自動化設備在提高質量和可靠性的基礎上,具備更高的靈活性,是提高整線生產靈活性的必要條件。

  ⑷更高的產能需求。對于一些老舊的沖壓線,通過升級最新的自動化和控制系統,可以充分利用壓機上下模開合的窗口時間和空間,提高產能。

  ⑸人力資源減少。長期以來中國的人口紅利正在慢慢消失,企業招工難,人力成本飆升,自動化代替人工是未來的趨勢。

  ⑹舊備件正逐步退出市場。之后舊備件會比較難購買并且替換成本也會越來越高,綜合成本和設備性能角度考慮,自動化改造是比較合理的解決方案。

  全新的自動化方案

  舒勒全新自動化方案涵蓋了整個沖壓線,從線首、壓機間到線尾。這些方案既可以應用在新沖壓線項目上,同時也可以匹配到現有壓機線改造中。

  線首料垛物流自動化

  如圖1 所示,舒勒公司引進了自動導航小車AGV 方案,為沖壓線適配AGV 接口,在工業4.0 的背景下,通過引入AGV 動態物流系統,改變現有的人工駕駛運輸模式,實現料垛物流自動化,給沖壓車間帶來變革性的影響,實現穩定安全、智能高效的物流環境。

  

  圖1 托盤上的料垛由AGV 運送至拆垛區

  線首料垛拆垛自動化方案

  針對不同客戶的不同需求,舒勒可以匹配最合適的拆垛方案。例如:低速拆垛方案,使用一個立式機器人拆垛;高速拆垛方案,使用兩個懸掛式機器人(頂部加了第七個線性軸)來同時拆垛,同時帶有端拾器自動更換、雙料檢測、自動磁性分張器、剪式升降臺等功能,如圖2 所示。

  

  (a) 帶一個立式機器人的拆垛方案

  

  (b) 帶兩個懸掛式機器人的拆垛方案

  圖2 線首料垛拆垛自動化方案

  線首料片清洗及涂油

  對于料片清洗,舒勒清洗機(圖3)可以持續穩定的保持對料片優秀的清潔效果和均勻穩定的殘留油膜量;同時涂油機(圖4)能對料片進行高效穩定的涂油,給后續沖壓質量帶來保證。

  

  圖3 清洗機

  

  圖4 涂油機

  

  圖5 掃描對中臺

  料片對中方案

  如圖5 所示,舒勒最新的對中設備- 線性掃描對中臺,相比傳統的對中方式,這種對中設備可以實現行進間的料片測量對中,料片在傳送帶上無需停下,在行進中位置信息被掃描測量,傳送到對中機器人位置時直接被機器人擺正。這樣帶來了兩個比較明顯的優勢,一個是節省了料片在傳送帶上的時間,另一個是這種對中方式的應用使得對中機器人的端拾器沒有任何限制。另外,這種線性掃描對中設備還在內部集成了LED 照明光源,結構緊湊,維護方便,不再需要單獨架設外部光源,很大程度節省了外部空間。

  壓機間自動化方案

  舒勒公司研發的舒勒橫桿機器人CBR 4.0(圖6),集成了伺服驅動的旋轉軸,可以實現超靈活的零件定位,適應各種特殊的部件抓取和下料。該機器人可以匹配5 到12m 的壓機間距,是老舊壓機線自動化改造的最佳選擇,同時也可以為新壓機線帶來超高的靈活性。其高度集成化的電氣設計和先進的能量回收系統提升了該機器人的可靠性,大大降低了維護投入。

  

  圖6 舒勒橫桿機器人4.0

  線尾自動化方案

  目前國內絕大多數的沖壓線的線尾質檢和裝箱,都是由人工來進行的。在對沖壓線生產效率和質量要求都有提高的大趨勢下,人工質檢和裝箱的弊端也開始凸顯出來,線尾的自動化升級也成了很多企業關注的重點。而舒勒自動化技術在線尾可以提供成熟高效的自動質檢和自動裝箱方案。

  自動質檢方案

  如圖7 所示,在質檢機器人端部集成高端的光學掃描檢測系統,可檢測出各類沖壓缺陷,根據客戶需求可以細分為在線質檢和離線質檢,在線質檢能夠檢查所有零件的關鍵表面,離線質檢則是根據客戶需求,從每10 到15 個零件中抽取一個零件進行100% 的表面質檢,相比人工質檢更加精確高效并且可靠和穩定,同時產生的電子檢測數據可以存儲并分析,為后續的質量缺陷分析和模具維修提供重要的參考。另外,在舒勒的自動質檢方案中,質檢的速度可以完全匹配生產的速度,不會因為自動質檢設備的加入而降低整線的生產效率。

  

  圖7 自動質檢

  自動裝箱方案

  根據客戶需求舒勒可提供定制化方案,從最基本到最高端的方案,最基本的裝箱單元主要包括帶線性軸的立式或者懸掛式機器人和貨架,每一個裝箱模塊配備兩個裝箱單元保證連續運行,確保裝箱速度匹配上生產速度,并且所有零件100% 全覆蓋做到自動裝箱,不需要人工介入。另外對于零部件變形比較敏感,質量要求較高的客戶,人工抓取大而薄的覆蓋件時不可避免的會產生應力集中造成局部變形,而裝箱機器人端拾器力度穩定和均勻的抓取則避免了該問題的產生,保證了產品質量。圖8 所示為線尾自動裝箱案例,該案例同時裝備了自動質檢和自動裝箱模塊。

  

  圖8 自動裝箱& 自動質檢

  結束語

  總的來說,舒勒公司強大和成熟的沖壓線自動化技術已經覆蓋了從線首到線尾的整線甚至延伸到物流區域,不僅僅適用于新的沖壓產線,同樣也能匹配現有沖壓產線,最終給客戶帶來穩定安全、智能高效的沖壓自動化方案,給客戶帶來最大的價值。

  ——摘自《鍛造與沖壓》2019年第4期

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