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                              新能源汽车企业车身外覆盖件冲压自动化生产线的设计

                              放大字体  缩小字体 发布日期:2020-04-07 17:03:28    浏览次数:76    评论:0
                              导读

                              为了适应现代汽车生产企业中千亿体育官方网站,对冲压生产线的智能化千亿体育官方网站千亿体育官方网站、准确化千亿体育官方网站千亿体育官方网站、标准化、柔性化的要求千亿体育官方网站,提出了一种采用机器人自动化冲压生产线的自动化生产系统千亿体育官方网站,该系统利用工业以太网进行通信千亿体育官方网站,将自动生产线的自动上料千亿体育官方网站、拆垛、双料检测等12道工艺流程之间建立有效的信息网络千亿体育官方网站,使得生产线的工作效率提高千亿体育官方网站千亿体育官方网站,经过生产现场的初步试验千亿体育官方网站千亿体育官方网站千亿体育官方网站,可以满足现代化新能源汽车企业车身外覆盖件冲压自动化生产的要求千亿体育官方网站,大大降低了人力成本千亿体育官方网站千亿体育官方网站,提高了生产效率千亿体育官方网站千亿体育官方网站千亿体育官方网站。

                              0 引 言

                              随着现代社会对环保型新能源汽车需求的增加,新能源汽车的生产质量千亿体育官方网站,生产能力需要不断的提高,因此在现代汽车生产企业中千亿体育官方网站,对生产线的智能化千亿体育官方网站、准确化千亿体育官方网站、标准化千亿体育官方网站千亿体育官方网站千亿体育官方网站、柔性化的要求显著提高。为了符合现代社会在汽车需求量增加的要求,建立绿色能源型企业千亿体育官方网站千亿体育官方网站,对于汽车生产企业至关重要。其中汽车的冲压自动化生产线的建设则需以智能化、品质为规划特点千亿体育官方网站,其自动化生产程度达到90%以上的目标要求[1]千亿体育官方网站千亿体育官方网站。汽车企业需要达到这一要求提高产品的生产效率千亿体育官方网站,设计方案中的冲压自动化生产线中,引入了机器人,并且通过工业以太网进行设备之间的通信,增加了自动化程度,大大提高了生产的效率,降低了人力成本千亿体育官方网站千亿体育官方网站。

                              1 冲压自动化生产线选型方案分析

                              通过对国内外冲压自动化生产线生产方式的调查分析,现有汽车企业主机厂冲压车间一般选用两种自动化系统[2]

                              方案1:机械手自动化生产线千亿体育官方网站千亿体育官方网站千亿体育官方网站千亿体育官方网站;

                              方案2:机器人自动化生产线千亿体育官方网站;

                              通过对两种方案从生产线方案设计千亿体育官方网站、方案对比两个维度对比分析千亿体育官方网站千亿体育官方网站,两种自动化生产线均能满足生产需求,方案一机械手自动化线在人员数量投入千亿体育官方网站、成品质量千亿体育官方网站、安全性方面不如方案二机器人自动化生产线有优势,机器人自动化线柔性高千亿体育官方网站千亿体育官方网站千亿体育官方网站,结合油压机生产节拍4次千亿体育官方网站千亿体育官方网站千亿体育官方网站,综合成本效率两方面优先选择机器人自动化生产线千亿体育官方网站千亿体育官方网站。如表1所示千亿体育官方网站千亿体育官方网站千亿体育官方网站。

                              1 机械手及机器人自动化生产线方案对比分析

                              通过以上表格中两个方案的对比可以看出,从成本的角度进行分析,显然机器人自动生产线的成本会高出机械手的自动化生产线。但是从每年总计投入上可以看出,机器人的自动生产线会节省成本较多,而且后期自动化设备生产运行的时间越长千亿体育官方网站千亿体育官方网站,则收益回越高。综上所述千亿体育官方网站千亿体育官方网站,选用方案二采用机器人自动化冲压生产线更有优势千亿体育官方网站千亿体育官方网站。如表2和图1所示千亿体育官方网站。

                              2 手工线与自动化生产线成本投入对比分析表

                              图1自动化生产线投资成本趋势分析图

                              2 冲压自动化生产线方案设计

                              该冲压生产线采用5台机床全自动化连冲工艺设计千亿体育官方网站千亿体育官方网站,首台机床1600T,第二台1000T,其余3台为800T,机床与机床之间间距为6.5m。整个生产过程从拆垛开始采用全自动化生产千亿体育官方网站,过程涵盖拆垛千亿体育官方网站千亿体育官方网站千亿体育官方网站、清洗涂油千亿体育官方网站千亿体育官方网站、上件自动视觉对中千亿体育官方网站、工位自动转移、抓取放件五个动作千亿体育官方网站。

                              2.1 总体工艺方案设计

                              自动化冲压线的的中央控制单元选用了连线控制CPU采用西门子S7-317F-2DP。整个自动化生产线的通信部分采用了PROFIBUS现场总线的通信方式千亿体育官方网站千亿体育官方网站,其中上位监控显示屏与自动化生产线各站点PLC采用Profibus总线方式连接。自动化生产线中PLC与各种智能传感器和阀岛也是通过Profibus总线通讯连接千亿体育官方网站,其中包括现场操作站、现场设备检测单元(接近开关、光电开关等)千亿体育官方网站、现场其他输入设备、现场执行机构(如变频器千亿体育官方网站千亿体育官方网站千亿体育官方网站千亿体育官方网站、电磁阀等)等[4]千亿体育官方网站。自动化联线 PLC 与压力机 PLC 之间的互锁信号通过 Profibus 总线的方式进行连接千亿体育官方网站千亿体育官方网站,连线 PLC与机器人控制系统之间通过 Profibus 总线进行数据交换千亿体育官方网站千亿体育官方网站。同时机器人控制系统配置标准的以太网接口千亿体育官方网站千亿体育官方网站,供编程使用千亿体育官方网站千亿体育官方网站千亿体育官方网站千亿体育官方网站。

                              自动上料完成后千亿体育官方网站千亿体育官方网站,拆垛机械手会自动移向新的垛料开始拆料。同时第二个垛料小车移出安全门的自动区域千亿体育官方网站,装载下一垛料为接下来的生产作准备千亿体育官方网站。自动拆垛机械手的真空吸盘由伺服驱动将板料吸住后抬起千亿体育官方网站,经过双料检测后,经伺服拆垛机械手高速横移至磁性皮带机上方并放下。

                              板料通过皮带运输机经清洗机清洗千亿体育官方网站、涂油工序后送入视觉对中位置进行板料的调整对中千亿体育官方网站。视觉对中工位为整个工艺过程的关键工位千亿体育官方网站千亿体育官方网站千亿体育官方网站,高清摄像头通过扫描板料的轮廓边界寸自动找寻获得板料中线位置,并将信息传递给机械手千亿体育官方网站,机械手将自动调整板料到预设置的理论中线位置等待下一个指令。

                              板料再经双料检测装置确认为单张板料后千亿体育官方网站,机器人会将板料运送到第一台压机模具中千亿体育官方网站,当机器人移出压机干涉区域后,压机开始压制板料千亿体育官方网站。压机压制完成后,滑块回到上限位位置千亿体育官方网站千亿体育官方网站,下料机器人将冲压工序完成的板料取出,旋转 180°千亿体育官方网站千亿体育官方网站千亿体育官方网站,并放置于下台压机内部。后序机器人继续取料放至后序压机中千亿体育官方网站,循环工作。板料由末端机器人放至线尾皮带机上千亿体育官方网站千亿体育官方网站千亿体育官方网站,由工人对工件进行质量检测,并取走千亿体育官方网站。示意图如图2所示千亿体育官方网站千亿体育官方网站。

                              2.2 自动化生产线工艺流程图

                              该机器人自动化冲压生产线包含自动上料千亿体育官方网站千亿体育官方网站、拆垛、双料检测等12道工艺流程千亿体育官方网站,整条生产线仅需7人千亿体育官方网站,每分钟可完成12个冲压件下线装箱,如图3所示千亿体育官方网站千亿体育官方网站千亿体育官方网站。

                              2.3 冲压自动化生产线电气控制系统

                              冲压自动化生产线控制系统分为监控管理层和现场设备层两个部分千亿体育官方网站千亿体育官方网站千亿体育官方网站千亿体育官方网站。监控管理层由上料监控系统、5台连冲机床监控系统千亿体育官方网站千亿体育官方网站、下料监控系统三部分组成千亿体育官方网站,相互之间通过工业以太网进行通信千亿体育官方网站,现场设备层各设备之间通过Profibus总线进行通信千亿体育官方网站千亿体育官方网站??刂葡低吃硗既缤?所示千亿体育官方网站。

                              2.3.1 电气控制系统工作原理

                              自动化上下料系统的控制结构分设备层和监控管理层。设备层采用集中中央CPU+Profibus总线通讯的控制结构千亿体育官方网站;监控管理层采用工业以太网协议,实现数据的快速传递千亿体育官方网站千亿体育官方网站。自动化生产线的各个位置采用各种自带PROFIBUS接口的智能传感器千亿体育官方网站,这些传感器和PLC或者远程的I/O接口进行直接的通信千亿体育官方网站,现场的其他设备如变频器千亿体育官方网站千亿体育官方网站、控制电磁阀等也通过相应的远程I/O和PLC之间进行通信。

                              图2 冲压自动化生产线工艺方案示意图

                              图3 自动化生产线工艺流程图

                              图4 冲压自动化生产线控制系统图

                              2.公职律师与政府法律顾问千亿体育官方网站千亿体育官方网站。政府法律顾问专指依法接受政府聘请,以自己的专业知识和技能为政府提供多方面法律服务的专业人员千亿体育官方网站千亿体育官方网站。政府法律顾问一般由社会律师担任千亿体育官方网站,依据双方签订的聘用合同开展各项服务工作千亿体育官方网站。法律顾问不是政府公务员,其服务具有阶段性和外部性。而公职律师是隶属于其服务对象的千亿体育官方网站,是服务单位的内部人员千亿体育官方网站千亿体育官方网站千亿体育官方网站千亿体育官方网站,其职责范围较之政府法律顾问更为广泛千亿体育官方网站千亿体育官方网站千亿体育官方网站,不仅包括为政府提供法律咨询意见,而且包括参与政府规范性文件的起草千亿体育官方网站、审议及修改,代理参加诉讼和仲裁,受政府委托代办具体的法律事务等方面?千亿体育官方网站?杉?千亿体育官方网站千亿体育官方网站,公职律师不等同于政府法律顾问千亿体育官方网站。

                              自动化系统采用基于德国 Siemens 安全 PLC 的独立的安全总线?;は低?千亿体育官方网站。配备完善的安全装置,实时控制显示安全区域状况千亿体育官方网站千亿体育官方网站,及时发出声光报警信号或颓б谔逵俜酵荆机千亿体育官方网站千亿体育官方网站。 不具备总线连接的特殊设备将采用硬接线方式实现信息交换和连锁控制千亿体育官方网站。 急?;芈沸枰捎糜蚕呋ニ?,急停发生时断开所有执行设备(包括机器人)急颓б谔逵俜酵厩б谔逵俜酵荆回路千亿体育官方网站。

                              2.3.2 监控显示屏

                              自动化冲压生产线的监控系统千亿体育官方网站,采用了西门子WINCC上位监控系统,可以起到监控、控制千亿体育官方网站、设定参数、报警等作用。 通过PROFIBUS总线将S7-300 PLC中的实时数据传送到监控触摸屏中千亿体育官方网站,可以在中控室中,监控到现场的实时状态千亿体育官方网站。设置了远程监控系统千亿体育官方网站,可以通过上位监控系统对现场的部分信号实施控制千亿体育官方网站。在上位监控系统中可以方便的修改运行参数,进行设备的故障报警并提供解决方法。

                              3 结 语

                              新能源汽车车身外覆盖件冲压自动化生产线建成以后千亿体育官方网站,每年最大产量可以达到101万件零件的生产千亿体育官方网站千亿体育官方网站,可以满足每年最大产量8万辆整车的生产。该自动化生产线自动化程度高千亿体育官方网站千亿体育官方网站千亿体育官方网站千亿体育官方网站,产品一致性好,过程稳定,可有效降低过程人为故障风险千亿体育官方网站,提高工人安全指数。自动化生产线是现代智能制造工厂的重要组成部分千亿体育官方网站,在经济允许的条件下可以多多推广应用千亿体育官方网站。

                              参考文献:

                              [1] 王春生.冲压工艺设备的技术进步与发展[J]. 机械工人(热加工).2006,(12):10.

                              [2] 朱伟成,徐成林.冲压技术发展趋势[J].汽车工业与材料.2007千亿体育官方网站千亿体育官方网站,(1):16-20.

                              [3] 髙崇悍千亿体育官方网站千亿体育官方网站,赵焉,李玉强.汽车覆盖件自动冲压生产线虚拟仿真技术研巧机[J].锻压技术2010,(35)1:10-13.

                              [4] 居跃峰.冲压装备自动化技术现状与发展[J].锻压装备与制造技术.2013千亿体育官方网站千亿体育官方网站千亿体育官方网站,(3):25-27.


                               
                              (文/小编)
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