許多企業在投建新衝壓線時會（huì）根（gēn）據本企業的產品特性選用多台壓機串（並）聯自動線，或單台多工位壓機衝壓自動（dòng）線、連續模開卷成形衝壓自動線、開卷落料（liào）多工位壓機衝壓自動線，或對早期的人工衝壓線進行自動化或半自動改造，以提高產品（pǐn）質量、生產效（xiào）率（lǜ），實現減員增效的目的。本（běn）文僅探討早期多台壓機串（chuàn）聯人工衝壓線的自動化改造方法。

早期多台壓機（jī）串聯（lián）的人工（gōng）衝壓（yā）線

串（chuàn）聯衝壓線一般是指由4～6台壓機以工作台（tái）前後相鄰的方式沿生產線物流方向排列，早期（qī）衝壓線設備安裝（zhuāng）基礎有獨立式、帶（dài）式（地溝式）兩種（zhǒng），帶式基礎可以在地溝內安裝廢料傳送鏈以實現（xiàn）廢料的自動收集。壓（yā）機種類有機械式、液壓式兩種，機械式壓機前期（qī）所需投資（zī）多，但生產效（xiào）率高、維護成本低；液壓式壓機（jī）前期所需投資少，但生（shēng）產效率低、使用維護成（chéng）本（běn）高、對模具保護性能差。

早期壓機工作台安裝形式有固定工作台、移動工作台兩種形式（shì）。固（gù）定工作台換模（mó）不方便、停機時間長（zhǎng），設備利用（yòng）率低。移動工作台從移動方向上可分為前後移動（dòng）方式和（hé）側向移動方式兩種，從工作台（tái）數量上又分單移動工作（zuò）台、雙移動工作（zuò）台兩種形（xíng）式（shì）。

單移動工作台雖然換模方便，但由於不能提（tí）前做換模準備工作，縮短停（tíng）機時間的效果（guǒ）不明（míng）顯，設備利用率依然不高；采用雙移動工作台形式時，可以提前做換模準備工作、生產線停機時間短、設備利用率高，20世紀90年代後製造的壓機設備（包括人工線、自動線）的工作台（tái）安裝多采用 “I” 形（xíng）或“T”形雙移（yí）動工作台形式，這兩種形式（shì）相比，“T”形占用場地麵積（jī）相對少些。

多台壓機串聯自動衝壓（yā）線構成

就生產線設備構成而言，自（zì）動衝壓線可分為壓機設備部分和自動化係（xì）統設施部分（fèn）。自（zì）動化係統通常包括：線首拆垛（duǒ）係統、線中自動傳輸係統、線尾出件係統、安全控製（zhì）係統。

線（xiàn）首拆垛係統

衝壓自動化拆垛（duǒ）係統主要包括上料（liào）小車（為保證生產線連續運行通常（cháng）采用2台（tái）軌道移動式（shì）小車，每個上料小車上配（pèi）備4?8個活動可調的磁力分張器，用於板料的分離）、拆垛手（機械手或機器人（rén））、傳送裝置（多為（wéi）磁性（xìng）皮帶機）、板料清洗機（jī）（可選項）、板料塗油機（可選（xuǎn）項）、板料對中台及控製係統（tǒng）等。

上料小車（可包括（kuò）托盤，托盤在小車上設置有定位）裝載料垛由裝垛位置運行到拆垛位（wèi）置後，板料由拆垛手從料垛拾取（qǔ），通過傳送裝置穿過清洗（xǐ）機、塗（tú）油機到達對中台；板料經過對中定位後（hòu），便可開始後（hòu）序衝壓生產。

板料（liào）從拆垛（duǒ）手到對中台位置需經過兩次雙料檢測，以保證壓機與模具的安（ān）全性（xìng），自動化生產線的各個環節在規劃（huá）階段應盡可能做到絕對的安全可靠。清洗機（jī）、塗油機（jī）也可設置為（wéi）可（kě）離線式，不需要使用（yòng）時可沿軌道開出，空位由皮帶機填補；通常（cháng），生產外（wài）覆蓋件時使用清洗機，生產內覆蓋件時使用塗油機。

板料對中通常采（cǎi）用的方式有（yǒu）機械拍打式、光學視覺（圖（tú）像掃（sǎo）描）對中式：機械拍打式結構簡單、工作（zuò）穩定、成本（běn）低，但對板料形狀（zhuàng）的適應性差、調整費時麻煩；視覺對（duì）中速度快精度（dù）高、對板料形狀（zhuàng）適應性好、對中範圍寬對料垛整齊性要求低，但對生產環境要求高、成本略高。兩種對中（zhōng）方（fāng）式各有一定的（de）適（shì）用範圍，企業應根據自動線搬運係（xì）統（機械手或機器人）形式、產品種類（覆蓋件或結構件）的工藝（yì）規則（雙（shuāng）料片排列形式）謹慎選定。

線中自動傳輸係統

自動傳輸係統是指從生產線第一台壓機（jī）的上料手至（zhì）最後一台壓機的下料手之（zhī）間的搬運傳輸機構，用於各壓機（jī）（工序）間毛坯或工件的搬運傳輸，形式主要有機器人和（hé）機械手（shǒu）兩（liǎng）種。

隨著衝壓自動化技術的不斷進步，傳輸機構的形式日新月異，但主要形式仍可劃分為機器人、機械（xiè）手或兩者結（jié）合運用的生產線種類。專業生產衝壓（yā）自動化機器人（rén）的國際品牌有ABB、庫（kù）卡、發那科、安川等，單、雙臂（bì）機械手的（de）國際品牌有固德爾、施特曼、舒（shū）勒、小鬆等（děng）。

單臂或（huò）雙臂橫杆式機械手傳送機構速度高、穩定性好，可將多台高速壓機集成為SPM達12 ~ 15次/min的高速自動衝壓線，成為目前汽車行業新建衝壓線（xiàn）的首（shǒu）選。另外，隨（suí）著機器人（rén）傳輸技術的發展和行業競爭的（de）促進，目前國外也出現了（le）SPM達12 ~ 15次/min的雙臂機器人高速自動衝壓線。

機器人傳輸係統通常速度慢、臂長易抖動，穩定性差，但機器人係統柔性好、標準化程度（dù）高（gāo）、投資與使（shǐ）用維護成本（běn）低，因此（cǐ），在組建速（sù）度較低、投入（rù）較少的生產線及老線改造時通常采用這種（zhǒng）方式。

單臂機械手相對機器人（rén）形式（shì）來講有著較高的穩定（dìng）性、較高的生產速度，對模具結構的要求與機器人係統基本相同，但國產化、標準化程度低，目前被國外品牌所壟斷，造價相對較高（gāo），可用於壓機狀況較好（hǎo）、滑塊行程次數高的人工線的自動化改造（zào），其相對雙臂橫杆式係統（tǒng）又有著較低的投入成本、生產批次柔性更好、模具結構要求低的特點，所以（yǐ）單臂機械手在目前國內衝壓工廠新線（xiàn）的規劃中亦被廣泛采用（yòng）。

線尾出件係統

線（xiàn）尾出件係統由出料輸送帶、照明、工件檢驗台、人工（gōng）或（huò）自動裝箱機構及控製係統等構成，其主（zhǔ）要（yào）任務是將成品（pǐn）衝壓件輸送至合適的位置以便於人工檢（jiǎn）查、裝箱（或自動裝箱）。

安全控製係統

安全防護係統采用圍欄和光柵配合，對於高速、高危險的區域（yù）一律要安裝安全圍欄；而低速運（yùn）行的區域如板料小車退出的非工作區域需安裝安全光（guāng）柵，若光柵被遮擋則安全係（xì）統中會有報警提示。

在安裝安全圍欄的封閉區域內安裝安全門，當生產（chǎn）或維修人員需要進入封閉單（dān）元時，首先需（xū）要向安全（quán）門控製盒發出進入（rù）的請求，此時單元內的（de）設備將運行至安全位置並切斷電源供應，安全指示（shì）燈指示安全（quán）後人員方可進入作業。

在每個封閉區域內還設（shè）置有逃生門，主要是當區域內出現意外情況時供人員緊急撤出使用。逃生門隻（zhī）允許從單元內部打開（kāi），當逃生門在打開狀態時整線設備都處於（yú）安全狀態。為（wéi）避免（miǎn）設備誤動（dòng）作並方便生產人員操作，整線（xiàn）集成所（suǒ）有端（duān）拾（shí）器的光電傳感器和模具內安裝的工件到位檢測傳感器，對生產全過程進行有（yǒu）效跟蹤，當（dāng）零件意外掉（diào）落或工件在模具內的位置不正（zhèng）確（què）時，傳感器檢測出意外情況發生就會阻止係統繼續運行以保護設備或模具。

早（zǎo）期人（rén）工衝壓線自動化改造存在問題與解決措（cuò）施（shī）

對早期（qī）人工衝壓線做自動化改造時，通（tōng）常遇到的問題是壓機工（gōng）作台形式（shì）、設備主要參數（滑塊行程（chéng）、每分鍾衝（chōng）次數）、廢料收集與（yǔ）傳輸（shū）形式（shì）三方麵存在的不（bú）足。

壓機工作台（tái）形式

早期壓力（lì）機的工作台通常（cháng）為固定式或前後移動的單工作台，這兩種形式在更換模具時停機時間長，設備利用率偏低（dī）；在後期做自動（dòng）化（huà）改造時，自動（dòng）化係統的布置不能占據換模區域或在（zài）更換模具時能（néng）夠移出換模區域。采用機器人傳輸係統時，機器人安裝底（dǐ）座（zuò）需避開工（gōng）作台移動區域；采用單臂機械手搬運係統時，單臂機械手單（dān）元應能沿設備左右側移動，移出換模區（qū）域。

設備主要參數

對人工線進行自（zì）動化改造時，需要重點關注的壓機（jī）參數主要有兩個：滑塊行程、每分鍾衝次數。

（1）滑塊行程。製定自動化改造方案時（shí）雖然要考慮的壓機參數會有很多，但其中壓機滑塊行程的大（dà）小直接影響自動化實現的可行性及難易程度而需重點關（guān）注。

滑塊行程的大小與所生產衝壓件的拉深或成形高度，決定著傳（chuán）輸機構手臂（bì）和端（duān）拾器（qì）的高（gāo）度、壓機間工件（jiàn）的運轉形式（前後工序轉180°或平移）的選擇；確定手臂和端拾器高度（dù）及工件運（yùn）轉形式時，必須保證上下料手抓取工件後在水平運動過程中手臂和端拾器與上（shàng）模最低點及下模最高點保持足夠的安全空間。

壓機間搬運（yùn）係統（tǒng）采用六軸機（jī）器（qì）人時，手臂和端拾器高度為100~150mm、工件在前後工序傳輸中可（kě）水平旋轉180°；采（cǎi）用七軸機器人時，手臂（bì）和端拾器高度在250mm左右、工件在前後工序傳輸（shū）中為平移；采（cǎi）用單、雙臂機械手（shǒu）時，手臂和端（duān）拾器高度控製在250mm左右（yòu）、工件在前（qián）後工序傳（chuán）輸過程中均是平移形式。

目前自動衝壓線工作模式分單次（也稱斷續）運行模式和連續運行模式。單次（cì）運行模式工作過程中，下料手（下料機械手（shǒu）/機器人）需等（děng）到壓機完（wán）成整個衝壓循環（huán）滑塊回到上死點停止後才開始動作，上料手（上料機械手/機器人）需等下料手退出壓機工作區域後才（cái）開（kāi）始啟動，而壓（yā）機滑塊又需等上料手完全退出壓機工（gōng）作區域後再開始下行，每個循環周期長、整線生產節拍低。

連續（xù）運行模式（shì）工作過（guò）程中，上、下料手和壓機滑塊同步啟動，下料手在滑塊回程上行到一（yī）定（dìng）角度（回到上死點前）後便開始取件，上料手在滑塊下行到一定角度前完成送件，整個過程（chéng）在保證（zhèng）不出現幹涉的情況下（xià）完成取送件動作。

早期人工衝壓線壓機滑塊的（de）行程小，630 ~ 800t雙點壓機（jī）滑（huá）塊行程僅為（wéi）500mm，工作循環給自（zì）動化（huà）傳輸係統的運行空間、過程循環時（shí）間不夠，上（shàng）、下料手運行很難實現與壓機滑塊同步、避免幹涉，此時改造後自動線的工作模式隻能選用單次運行模（mó）式。

（2）每分鍾衝次數。早期人工衝壓線壓力機滑塊的每分（fèn）鍾衝（chōng）次數（shù）低，630 ~ 800t雙點壓機滑塊行（háng）程次數通常為10 ~ 12次/min，此時自動化改造傳輸（shū）係統形式的選擇應與壓機的（de）滑塊（kuài）行程次數相匹配。通（tōng）常壓機滑塊行程（chéng）次數小於10次/ min時，自（zì）動傳輸係統選擇機（jī）器（qì）人；滑塊行程次數大於12次/ min時，傳輸係統可選擇單臂機械手，以充分發揮壓機和自動化（huà）傳輸係統的（de）潛力，避免不必要的投資。

廢料收（shōu）集與傳輸（shū）形式

早期（qī）人工衝壓線壓機的安（ān）裝基礎若未采用帶式基礎，或未在帶式基礎的地溝內安裝廢料收集傳送鏈，在後期做自動化改（gǎi）造時可以在地麵設置廢料收集傳（chuán）輸裝置。生產時模具中的廢料可采用滑槽（坡度小於25°時，用網紋板（bǎn）；坡度（dù）小（xiǎo）於20°時，用振動（dòng）器式）使廢料滑至壓機工作台前、後側設置的傳送鏈上，再由金屬傳送鏈輸送到（dào）安全（quán）護欄外的廢料箱中（廢料箱為可移動式，也可用液壓小車或叉車更換）。

結語

對早期人工衝壓線（xiàn）做自動化改造方案時，若（ruò）對上述三個方麵的問題都相應做出了切實（shí）可行的解決措施，那麽自動化改造的目標是完全可以實現的。隨著國內汽車行業產能的快速（sù）提升、人工成本的增（zēng）加，傳統的人工衝壓生產線效（xiào）率低下、產品（pǐn）質量（liàng）穩定性差、安全性低等缺（quē）點越來越明顯，進（jìn）而影響企業的（de）發展。

而自動化生（shēng）產線恰好可以讓這些問題得到解（jiě）決，較好的安全性（xìng）、較高的生產（chǎn）率、穩定的產品質量以及批量生產條件下更低的單件生產成（chéng）本是自動化衝（chōng）壓（yā）生產（chǎn）線的亮點。目前我國汽車企業衝壓（yā）車間正全麵走向自動化生產，全新自動化高速衝壓線的大量投入、對傳統人工衝壓線的自（zì）動化改造已成為行（háng）業趨勢。

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