板材加工柔性生產(chǎn)線的應(yīng)用

板材加工柔性生產(chǎn)線的應(yīng)用

1產(chǎn)品制造必須要適應(yīng)市場板材加工是機械制造領(lǐng)域的重要組成部分，在汽車、設(shè)備、自動設(shè)備和通信等行業(yè)發(fā)揮著重要作用。市場競爭的加劇使得相關(guān)產(chǎn)品更新速度大大加快,這就要求板材產(chǎn)品制造具有快速應(yīng)變能力,及時地適應(yīng)市場需求。傳統(tǒng)的板材沖壓加工生產(chǎn)線是由一些昂貴的大型設(shè)備及專用機床所組成。建立這種生產(chǎn)線耗資大、費時長、投資見效期長,同時不利于模具的改變。其結(jié)果就導(dǎo)致了這種系統(tǒng)只適應(yīng)于大批量工件的生產(chǎn)。隨著數(shù)控沖壓設(shè)備的出現(xiàn),板材生產(chǎn)線由數(shù)控沖床、數(shù)控剪床和數(shù)控折彎機向柔性制造單元和柔性制造系統(tǒng)發(fā)展,實現(xiàn)了中小批量鈑金件生產(chǎn)的自動化。2板式加工柔性生產(chǎn)線的組成在板材加工中應(yīng)用柔性自動化制造技術(shù),其優(yōu)越性主要表現(xiàn)在實現(xiàn)多品種、中小批量自動化生產(chǎn),縮短產(chǎn)品的開發(fā)和交貨周期有相當(dāng)大的靈活性來適應(yīng)市場需求,可獲得顯著的技術(shù)經(jīng)濟效益。這是板材加工柔性生產(chǎn)線迅速發(fā)展的重要原因,但板材沖壓加工的固有特點,則是促使其發(fā)展的內(nèi)在因素,首先沖壓設(shè)備本身生產(chǎn)率很高,采用手工操作難以提高生產(chǎn)率,只有配備自動化的送卸料裝置組成生產(chǎn)線,縮短非加工的輔助時間,才能充分發(fā)揮沖壓設(shè)備本身具有的高效率;其次,鈑金件要求具有高的尺寸加工精度和好的互換性,這種需求在單機手工操作條件下難以達(dá)到,而應(yīng)用板材加工柔性生產(chǎn)線就較易實現(xiàn);最后,在板材加工中,應(yīng)用單機生產(chǎn)的傳統(tǒng)加工工序是先剪切后沖孔,而板材加工柔性生產(chǎn)線上的加工工序正相反,它先沖加工大板料上排列的各工件的孔,沖完后再剪切分離出各小板件。因此采用板材加工柔性生產(chǎn)線可以減少夾持工件所產(chǎn)生的廢料,提高材料利用率。板材加工的固有特點,決定了板材加工柔性生產(chǎn)線的基本組成上的特點。由于板材加工所用的數(shù)控加工設(shè)備需要快速而頻繁地更換模具,因此,加工設(shè)備一般需具備自動換模的功能,這樣,模具自動供給系統(tǒng)一般來說是必備的。所以,板材加工柔性生產(chǎn)線是由加工設(shè)備、物流系統(tǒng)和計算機控制系統(tǒng)三部分組成。它具有按預(yù)先設(shè)定的程序自行管理和控制加工過程的功能,可在加工設(shè)備不停機的情況下,實現(xiàn)板材加工的柔性自動化。板材加工柔性生產(chǎn)線與一般柔性生產(chǎn)線存在的本質(zhì)區(qū)別,也就是板材加工柔性生產(chǎn)線的特點,可概括為:(1)能自動上下料,其裝夾和校正定位較為簡便;(2)工具自動交換;(3)板材及零件自動存取;(4)加工前需排樣優(yōu)化,以節(jié)約板材;(5)原材料是以堆料形式存放、轉(zhuǎn)移和上料;(6)同一程序或同一工序上有可能加工幾種不同的零件。3元、輔助設(shè)備系統(tǒng)板材柔性生產(chǎn)線一般由倉庫單元、沖裁單元、剪切單元、折彎單元、輔助設(shè)備系統(tǒng)組成。倉庫單元、沖裁單元、剪切單元和折彎單元既可以在柔性生產(chǎn)線中統(tǒng)一由中央計算機管理,完成多工序加工,又可以脫離主生產(chǎn)線,獨立運行完成單一工藝的加工。3.1堆垛機控制系統(tǒng)設(shè)計自動板材倉庫由貨架、堆垛機、托盤、自動檢測裝置、自動控制裝置和計算機管理系統(tǒng)組成。堆垛機將放在托盤上的板材運送到倉庫的指定貨位或從指定貨位中取出板材。它可以作水平行走、垂直行走和左右伸叉三維運動。其運行與停止通過一套檢測系統(tǒng)和控制系統(tǒng)實現(xiàn)。堆垛機的檢測包括地址檢測、貨物檢測、貨位狀態(tài)檢測等。3.2數(shù)控沖裁器、模具床設(shè)計數(shù)控沖孔、步?jīng)_設(shè)備是沖裁單元的核心設(shè)備。數(shù)控沖床大多是開式床身,開式床身使裝配、調(diào)整、模具更換、維修操作等方便。床身具有很好的剛度,保證加工精度。數(shù)控沖床的加工精度可達(dá)0.1mm。工作臺裝有板材自動送進(jìn)裝置,自動送進(jìn)機構(gòu)采用高精度滾珠絲杠和直線滾動導(dǎo)軌,以提高運動精度、定位精度和可靠性。傳動機構(gòu)一般用伺服電動機,板材可在X、Y兩個方向上水平移動。自動沖床帶有沖?；剞D(zhuǎn)頭,回轉(zhuǎn)頭上可同時裝有三四十套沖裁模具。新式的數(shù)控沖床.大部帶有旋轉(zhuǎn)模具。這樣可以減少總模具數(shù),并能提高生產(chǎn)效率。數(shù)控沖床將CAD和CAM緊密結(jié)合。在板件設(shè)計過程中,同時制訂加工工藝,提供必要的工藝數(shù)據(jù)。如模具尺寸、材料規(guī)格、輪廓加工工序等。板材柔性生產(chǎn)線沖裁單元除以數(shù)控沖?；剞D(zhuǎn)頭壓力機為主要設(shè)備外,有時也用激光沖切壓力機或數(shù)控等離子沖切壓力機。激光沖切壓力機和等離子沖切壓力機將激光切割、等離子切割分別與剛性模沖切結(jié)合起來,根據(jù)零件的形狀,大小、批量等,選擇加工方法。形狀復(fù)雜,尺寸變化大;批量小的零件用激光切割或等離子切割;反之,則用模具加工更為適合。在數(shù)控系統(tǒng)的控制下,壓力機可自動選擇相交替采用不同的加工工藝。3.3旋轉(zhuǎn)資板件剪切剪切單元的核心設(shè)備是數(shù)控剪板機。目前世界上許多板材柔性生產(chǎn)線都使用數(shù)控直角剪板機。常用的數(shù)控直角剪板機為龍門式結(jié)構(gòu)。兩個立柱、上橫梁與底座通過預(yù)應(yīng)力拉桿連接組成一個封閉框架。刀架在上橫梁內(nèi)作垂直運動,其位置相對于龍門稍有偏心。刀架上有互成直角的兩個上刀片。一個是平行于龍門的縱向刀片,另一個是垂直于龍門的橫向刀片。兩個互為直角的刀片可以分別運動。當(dāng)一個刀片進(jìn)行剪切時,另一個上刀片能自動從其工作位置移開。這樣,每個上刀片都能以重復(fù)的短行程進(jìn)行剪切。剪切的總長度與刀片本身的長度無關(guān)。與直角剪板機相配套的有:帶吸盤的供料裝置、分選機構(gòu)、卸料系統(tǒng)。直角剪板機可以一次剪切矩形板料,不需要將板坯退回、回轉(zhuǎn)、重新定位,因此生產(chǎn)率高,也容易保證剪切精度。直角剪板機可進(jìn)行編程操作。操作人員只要將原材料的尺寸、厚度及剪下板件的尺寸、件數(shù)輸入后,剪板機便自動進(jìn)行剪切編程。編程排樣時,總是沿著縱向一列排列,最后是邊角料。3.4數(shù)控折彎機板材柔性生產(chǎn)線發(fā)展的初期,由于傳統(tǒng)的折彎機受到結(jié)構(gòu)限制,生嚴(yán)軍低、勞動強度大,服以買現(xiàn)自動化,并且無法折彎形狀較復(fù)雜的盒形面板零件。因此,折彎單元一般不納入柔性生產(chǎn)線系統(tǒng),而僅僅作為板材柔性生產(chǎn)線以外的、與之配套的、獨立的加工單元。70年代末80年代初開發(fā)研制成功的數(shù)控折彎機,克服了傳統(tǒng)折彎機的缺點。不僅可以加工復(fù)雜的盒形面板,同時可以與沖裁單元、剪切單元和倉庫單元一起組成板材柔性生產(chǎn)線。3.5沖裁單元的加工板材柔性生產(chǎn)線的各單元之間還配有若干輔助設(shè)備,進(jìn)行單元之間的板料運輸。從倉庫單元運送出來的板垛,在進(jìn)入沖裁單元前,先由真空吸盤式升降裝料機將最上層的一塊板吸起,送到?jīng)_裁單元。真空吸盤式升降裝料器將吸起的板料放在輥道輸送機上,送到?jīng)_裁壓力機前。輥道輸送機上安裝有傳感器。傳感器發(fā)出信號后,沖裁壓力機的移動工作臺,接收并夾緊板料,難備加工。沖裁單元加工完的工件與廢料,經(jīng)分揀裝置:工件通過雙動卸料移動臺被送到剪切單元,繼續(xù)加工;廢料被送入料箱,由搬運車送回倉庫。剪切單元加工完的工件,經(jīng)分選機構(gòu)分選,再通過傳送帶分別送入相應(yīng)的料箱。裝料機、卸料機、傳送帶、分揀裝置等,將倉庫單元、沖裁單元、剪切單元、折彎單元連接起來,構(gòu)成一個柔性生產(chǎn)線。4板式柔性制造系統(tǒng)板材以其巨大的潛力進(jìn)入板