汽車覆蓋件沖壓自動化生產(chǎn)線由純單件生產(chǎn)改造為能夠適應(yīng)孿生件和單件生產(chǎn)的系統(tǒng)配置及設(shè)計，并針對遇到的技術(shù)問題進(jìn)行攻關(guān)，采取合理有效的解決辦法擴(kuò)展自動化沖壓線的功能和使用范圍。 

    目前，國內(nèi)的汽車覆蓋件沖壓自動化生產(chǎn)線全部為單件生產(chǎn)，即每工作一次生產(chǎn)出一個工件，生產(chǎn)效率相對低下，隨著汽車行業(yè)國內(nèi)、國際競爭的日益加劇，合理有效的汽車生產(chǎn)解決方案能夠加快企業(yè)的發(fā)展步伐，提高市場競爭力。 
基于以上原因研制開發(fā)了本項應(yīng)用工程，實現(xiàn)孿生件生產(chǎn)功能，主要適應(yīng)各種汽車覆蓋件自動化沖壓生產(chǎn)線，并能夠?qū)崿F(xiàn)各種不規(guī)則板料的自動生產(chǎn)，進(jìn)而降低物耗、降低成本、節(jié)約投資，消除了操作人員的危險性、減輕勞動強度、提高工作效率。 

    自動化沖壓線改造的原則 

    根據(jù)沖壓線的實際使用功能要求及其作業(yè)的安全性和可靠性，從當(dāng)今國內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀與市場發(fā)展的戰(zhàn)略出發(fā)，提出設(shè)計指導(dǎo)思想與原則：在充分吸收當(dāng)今國際先進(jìn)技術(shù)與產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，創(chuàng)新性地進(jìn)行沖壓自動化生產(chǎn)線系統(tǒng)的集成與設(shè)計，并把機(jī)械系統(tǒng)與電控系統(tǒng)的品質(zhì)與可靠性視為成功的關(guān)鍵，研制當(dāng)今國內(nèi)唯一，接近國際領(lǐng)先水平的自動化沖壓線系統(tǒng)，進(jìn)一步提高汽車覆蓋件自動化沖壓線的功能要求。 

    沖壓線改造系統(tǒng) 

    通過對汽車覆蓋件自動化沖壓生產(chǎn)線進(jìn)行孿生件的改造，在保留原來單件生產(chǎn)的所有功能的基礎(chǔ)上，使其能夠適應(yīng)孿生件和單件生產(chǎn)，并且使兩個功能可以自由切換；在孿生件生產(chǎn)時，通過原設(shè)備的操作設(shè)定參數(shù)和代碼，啟動改造系統(tǒng)和原有定位功能配合，進(jìn)行協(xié)調(diào)生產(chǎn)；滿足所有與部品類別有關(guān)的工藝參數(shù)設(shè)定均與零件代碼發(fā)生聯(lián)系，方便實施統(tǒng)一工件號管理原則的要求；上料端拾器吸盤要求通過觸摸屏界面實現(xiàn)自動選取，改變原有系統(tǒng)的手動選擇方式。 

    沖壓線改造系統(tǒng)配置 

    根據(jù)系統(tǒng)的技術(shù)要求，結(jié)合原有系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)配置，增加前對中定位器2套（1軸交流伺服單元驅(qū)動）,左右向外側(cè)向?qū)χ卸ㄎ黄?套（2軸氣動、1軸交流伺服單元驅(qū)動），后正向?qū)χ卸ㄎ黄?套（1軸氣動、1軸交流伺服單元驅(qū)動）,雙料檢測系統(tǒng)6套，電氣、氣動控制系統(tǒng)1組套，拆垛區(qū)增加各種檢測傳感器，觸摸屏操作界面，改造原側(cè)向?qū)χ衅?套, 改造上料端拾器2套，改造原板料對中區(qū)結(jié)構(gòu)部分，以及系統(tǒng)的油路、氣路、電路。

    整個系統(tǒng)的工作過程 

    在原有控制系統(tǒng)和新增加系統(tǒng)的控制下，上料小車將整垛板料送到拆垛區(qū)，舉升機(jī)構(gòu)將垛料舉起，磁力分層機(jī)構(gòu)將整垛板料進(jìn)行分層，拆垛吸盤開始下降拆垛，并將板料移動到傳送皮帶上，通過靜止?fàn)顟B(tài)的雙料檢測（板料的停止由傳感器控制），檢測為不合格時（檢測吸附有兩張板料重疊），皮帶將板料送回，拆垛吸盤沖下抖動，然后將板料再送到檢測雙料的位置，若再不合格，皮帶將板料送到工作區(qū)域以外的排廢料區(qū)，若檢測合格（為單層板料），板料將通過清洗涂油設(shè)備和動態(tài)雙料檢測器，到達(dá)對中區(qū)，前端對中定位器上的接近開關(guān)感應(yīng)到有料到位，所有設(shè)定的對中定位器開始對中板料，上料端拾器將板料拾取送到?jīng)_壓模具中，然后返回，完成整個動作，其中所涉及的位置檢測通過傳感器來實現(xiàn)。 

    孿生件和單件生產(chǎn)及相互轉(zhuǎn)換生產(chǎn) 

    新增加的控制系統(tǒng)和原系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，同時控制所有伺服軸和氣動軸的任意位置運動，各個氣動軸采用閥島集中控制。通過觸摸屏實現(xiàn)參數(shù)設(shè)置及實時顯示系統(tǒng)的工作狀態(tài)，完成系統(tǒng)針對PLC、位控模塊、伺服包故障進(jìn)行故障查詢及復(fù)位處理。 

    動作功能的實現(xiàn)，首先通過觸摸屏界面在PLC和伺服控制系統(tǒng)的作用下對伺服軸和氣動軸進(jìn)行正向、負(fù)向的手動操作，完成對伺服軸的參考點設(shè)置，然后根據(jù)不同的生產(chǎn)工件，示教不同工件孿生件生產(chǎn)時所利用到的各個伺服軸所在的位置，并記憶，通過外置的控制開關(guān)轉(zhuǎn)換和系統(tǒng)PLC控制，完成從單件到孿生件、孿生件到單件伺服軸和氣動軸的初始工作狀態(tài)準(zhǔn)備工作。對中器的自動工作的實現(xiàn)，由后正向?qū)χ卸ㄎ黄髌痤^，側(cè)向?qū)χ衅鲾[臂向外運動，并組合原系統(tǒng)的對中定位器起頭動作共同完成。 

    對中定位器的設(shè)計與分析 

    對中定位器是本系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，合理地安排對中定位器的位置和動作順序及良好的機(jī)構(gòu)設(shè)計和保證系統(tǒng)可靠性是設(shè)計成功的關(guān)鍵，必須綜合考慮系統(tǒng)的抗疲勞性能及運行可靠性、工件對中過程中摩擦力和系統(tǒng)自身的阻力等因素，基于此，外購件全部采用國外進(jìn)口元件，電機(jī)采用MITSUBISHI伺服電機(jī)實現(xiàn)對中位置的任意可調(diào)性，各伺服系統(tǒng)的調(diào)整范圍為450mm，氣動元件采用德國FESTO產(chǎn)品，導(dǎo)軌、絲杠采用臺灣HIWIN產(chǎn)品。 

    后對中定位器：伺服軸實現(xiàn)任意位置示教，氣動軸通過凸輪軌跡來實現(xiàn)拍打頭的水平和垂直方向的運動，實現(xiàn)對中功能。 
    側(cè)向?qū)χ卸ㄎ黄鳎核欧�軸實現(xiàn)任意位置示教，氣動軸是由擺動氣缸帶動齒輪和花鍵齒輪完成擺臂動作，直線氣缸帶動花鍵軸在花鍵齒輪中滑動，完成直線運動，實現(xiàn)對中功能，此機(jī)構(gòu)為復(fù)合運動結(jié)構(gòu)，充分考慮了氣缸接受外力的的疲勞程度，將徑向載荷卸在固定座上。 

    安全性 

    針對系統(tǒng)可靠性的提高及設(shè)備和人員的安全性因素，除了解決設(shè)備安裝位置干涉以外，在控制系統(tǒng)上采取了以下措施。 

    伺服系統(tǒng)有兩層保護(hù)，硬行程極限和軟行程極限. 
    氣缸保護(hù)，在旋轉(zhuǎn)氣缸旋轉(zhuǎn)后，垂直氣缸才能動作，伸或縮，這樣以避免與現(xiàn)場設(shè)備的干涉。 
    在觸摸屏中設(shè)置密碼等級，對一些重要數(shù)據(jù)只有在一定的安全級別范圍內(nèi)方能進(jìn)行操作。 
    系統(tǒng)安全防護(hù)與現(xiàn)場轉(zhuǎn)換開關(guān)等數(shù)字信號共同完成安全互鎖。 

    主要操作說明 

    手動操作：伺服系統(tǒng)的手動正、負(fù)操作，垂直氣缸、旋轉(zhuǎn)氣缸的手動操作。 
    參考點操作：對伺服系統(tǒng)的原始參考點進(jìn)行設(shè)置。 
    自動操作：單件與雙件的相互轉(zhuǎn)換完畢后，設(shè)備自動運行。 
    單件、雙件生產(chǎn)時自動狀態(tài)切換：扳動鑰匙開關(guān)，按自動起動按鈕，各伺服系統(tǒng)及氣缸運動到事先示教位置，完成系統(tǒng)準(zhǔn)備工作，之后，整套設(shè)備即可進(jìn)行自動生產(chǎn)。 
    示教操作：根據(jù)不同的工件，示教不同工件伺服系統(tǒng)的雙件生產(chǎn)位置。 
    故障查尋：針對PLC、位控模塊、伺服包故障進(jìn)行故障查詢及復(fù)位，且當(dāng)故障發(fā)生時，觸摸屏彈出幫助窗口。 

    工程設(shè)計的技術(shù)攻關(guān) 

    由于該工程屬于在原有系統(tǒng)的基礎(chǔ)上的改進(jìn)，風(fēng)險大，必須充分考慮設(shè)備運行的安全性，即各個運動單元的干涉問題，根據(jù)現(xiàn)場的實際安裝尺寸，采用PLC程序控制動作順序和巧妙的機(jī)械結(jié)構(gòu)共同來解決干涉問題。 

    新改造部分PLC控制系統(tǒng)與原設(shè)備PLC及數(shù)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通訊及兼容性，通過Ⅱ網(wǎng)連接，與原控制系統(tǒng)形成包含關(guān)系。 

    上料端拾器真空控制系統(tǒng)根據(jù)所要生產(chǎn)工件的大小需要完成上料吸盤的自動選取，采用負(fù)壓閥島集中控制方式，通過機(jī)械結(jié)構(gòu)和電氣控制上完成此項功能，從實際使用上優(yōu)化控制。 

    現(xiàn)場改造中涉及原有設(shè)備的改動，充分考慮系統(tǒng)的油路、氣路、電路、可靠性等因素，保證改造后的系統(tǒng)穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。 

    本系統(tǒng)已經(jīng)成功地應(yīng)用到汽車生產(chǎn)廠家，由于系統(tǒng)的關(guān)鍵元部件采用進(jìn)口優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，充分發(fā)揮國內(nèi)技術(shù)與服務(wù)等綜合優(yōu)勢，即保證了系統(tǒng)品質(zhì)與可靠性，又降低了成本，經(jīng)過實際的使用，生產(chǎn)效率提高了1.8倍，有很強的市場競爭能力。