浅谈冲压产线自动化的升级方案

冲压作为整车生产中重要的组成部分，与整个企业的生产效率息息相关。而在当前市场形势突变和人工成本上升的背景下，冲压自动化的升级也就成为了各企业之间提高制造柔性和生产效率的必经之路。本次舒勒公司推出的最新的自动化方案和技术不仅可以应用在新的压机线上，使新的压机线走在行业的技术前沿，还可以匹配到现有压机线上，通过自动化改造给现有的压机线带来新的活力，并且最大限度的挖掘现有压机线的产能。
 

自动化升级是发展趋势
 

为什么自动化升级会成为将来冲压产线的趋势？笔者认为有以下六个原因：
 

⑴质量要求的提高。市场环境对冲压件的质量要求不断提高，自动化升级可以给整线的质量控制带来极大的帮助。

⑵设备的可靠性需求。随着自动化技术的发展，相比于老旧的自动化和手动加工，全新的设备会随着质量的提高而更加可靠，可以大大减少冲压线的故障停产时间。

⑶生产的灵活性需求。各种特殊冲压件的自动化抓取和运输往往是自动化的难点，有时不得不需要靠人工来代替，这样会大大降低生产效率。而全新的自动化设备在提高质量和可靠性的基础上，具备更高的灵活性，是提高整线生产灵活性的必要条件。

⑷更高的产能需求。对于一些老旧的冲压线，通过升级最新的自动化和控制系统，可以充分利用压机上下模开合的窗口时间和空间，提高产能。

⑸人力资源减少。长期以来中国的人口红利正在慢慢消失，企业招工难，人力成本飙升，自动化代替人工是未来的趋势。

⑹旧备件正逐步退出市场。之后旧备件会比较难购买并且替换成本也会越来越高，综合成本和设备性能角度考虑，自动化改造是比较合理的解决方案。

全新的自动化方案
 

舒勒全新自动化方案涵盖了整个冲压线，从线首、压机间到线尾。这些方案既可以应用在新冲压线项目上，同时也可以匹配到现有压机线改造中。

线首料垛物流自动化
 

如图1 所示，舒勒公司引进了自动导航小车AGV 方案，为冲压线适配AGV 接口，在工业4.0 的背景下，通过引入AGV 动态物流系统，改变现有的人工驾驶运输模式，实现料垛物流自动化，给冲压车间带来变革性的影响，实现稳定安全、智能高效的物流环境。

图1 托盘上的料垛由AGV 运送至拆垛区
 

线首料垛拆垛自动化方案
 

针对不同客户的不同需求，舒勒可以匹配最合适的拆垛方案。例如：低速拆垛方案，使用一个立式机器人拆垛；高速拆垛方案，使用两个悬挂式机器人（顶部加了第七个线性轴）来同时拆垛，同时带有端拾器自动更换、双料检测、自动磁性分张器、剪式升降台等功能，如图2 所示。

(a) 带一个立式机器人的拆垛方案

(b) 带两个悬挂式机器人的拆垛方案
 

图2 线首料垛拆垛自动化方案
 

线首料片清洗及涂油
 

对于料片清洗，舒勒清洗机（图3）可以持续稳定的保持对料片优秀的清洁效果和均匀稳定的残留油膜量；同时涂油机（图4）能对料片进行高效稳定的涂油，给后续冲压质量带来保证。

图3 清洗机

图4 涂油机

图5 扫描对中台
 

料片对中方案
 

如图5 所示，舒勒最新的对中设备- 线性扫描对中台，相比传统的对中方式，这种对中设备可以实现行进间的料片测量对中，料片在传送带上无需停下，在行进中位置信息被扫描测量，传送到对中机器人位置时直接被机器人摆正。这样带来了两个比较明显的优势，一个是节省了料片在传送带上的时间，另一个是这种对中方式的应用使得对中机器人的端拾器没有任何限制。另外，这种线性扫描对中设备还在内部集成了LED 照明光源，结构紧凑，维护方便，不再需要单独架设外部光源，很大程度节省了外部空间。
 

压机间自动化方案
 

舒勒公司研发的舒勒横杆机器人CBR 4.0（图6），集成了伺服驱动的旋转轴，可以实现超灵活的零件定位，适应各种特殊的部件抓取和下料。该机器人可以匹配5 到12m 的压机间距，是老旧压机线自动化改造的最佳选择，同时也可以为新压机线带来超高的灵活性。其高度集成化的电气设计和先进的能量回收系统提升了该机器人的可靠性，大大降低了维护投入。

图6 舒勒横杆机器人4.0
 

线尾自动化方案
 

目前国内绝大多数的冲压线的线尾质检和装箱，都是由人工来进行的。在对冲压线生产效率和质量要求都有提高的大趋势下，人工质检和装箱的弊端也开始凸显出来，线尾的自动化升级也成了很多企业关注的重点。而舒勒自动化技术在线尾可以提供成熟高效的自动质检和自动装箱方案。

自动质检方案
 

如图7 所示，在质检机器人端部集成高端的光学扫描检测系统，可检测出各类冲压缺陷，根据客户需求可以细分为在线质检和离线质检，在线质检能够检查所有零件的关键表面，离线质检则是根据客户需求，从每10 到15 个零件中抽取一个零件进行100% 的表面质检，相比人工质检更加精确高效并且可靠和稳定，同时产生的电子检测数据可以存储并分析，为后续的质量缺陷分析和模具维修提供重要的参考。另外，在舒勒的自动质检方案中，质检的速度可以完全匹配生产的速度，不会因为自动质检设备的加入而降低整线的生产效率。

图7 自动质检
 

自动装箱方案
 

根据客户需求舒勒可提供定制化方案，从最基本到最高端的方案，最基本的装箱单元主要包括带线性轴的立式或者悬挂式机器人和货架，每一个装箱模块配备两个装箱单元保证连续运行，确保装箱速度匹配上生产速度，并且所有零件100% 全覆盖做到自动装箱，不需要人工介入。另外对于零部件变形比较敏感，质量要求较高的客户，人工抓取大而薄的覆盖件时不可避免的会产生应力集中造成局部变形，而装箱机器人端拾器力度稳定和均匀的抓取则避免了该问题的产生，保证了产品质量。图8 所示为线尾自动装箱案例，该案例同时装备了自动质检和自动装箱模块。

图8 自动装箱& 自动质检
 

结束语

总的来说，舒勒公司强大和成熟的冲压线自动化技术已经覆盖了从线首到线尾的整线甚至延伸到物流区域，不仅仅适用于新的冲压产线，同样也能匹配现有冲压产线，最终给客户带来稳定安全、智能高效的冲压自动化方案，给客户带来最大的价值。

——摘自《锻造与冲压》2019年第4期