半桥壳自动冲压生产线的研制

设计与研究DES_GN0NDRESEARCH半桥壳自动冲压生产线的研制术伍英周旭。吴祖国湖北汽车工业学院机械工程学院，湖北十堰442002；东风惩纳车侨公司制造工程部十堰工艺科，湖北十堰442051摘要为了减轻半桥壳冲压生产线操作人员的劳动强度，增加冲压加工自动化、柔性化，提高生产效率、产品质量、安全性。研发了一种全自动的汽车半桥壳冲压生产线。介绍了汽车半桥壳冲压生产线的工作原理和组成。送料辊道上的板料通过气动吸盘抓取并放到输送线上，板料通过抹油机构抹油或中频加热炉进行加热，采用三自由度机械手将板料送入液压冲压机。实践证明半桥壳自动冲压生产线运行安全、稳定。能满足生产要求。关键词半桥壳；冲压线；自动上下料；研制中图分类号TG38；U463218文献标识码ADEVELOPMENTOFTHEAUTOMATICPRESSLINEFORHALFAXLEHOUSINGWUYINGZITOUXU，WUZUGUODEPTOFMECHANICALENGINEERING，HUBEIUNIVERSITYOFAUTOMOTIVETECHNOLOGY，SHIYAN442002，CHN；SHIYANTECHNOLOGYDEPARTMENL，MANUFATURINGENGINEERINGDEPARTMENT，DONGFENGDANAAXLECO，LTD，SHIYAN442051，CHNABSTRACTINORDERTOREDUCETHELABORINTENSITYOFTHEOPERATORINPRESSLINEFF】RHALFAXLEHOUSING，TOJNCREASETHEAUTOMATIONANDFLEXIBLEOFTHEPRESSLINE，TOIMPROVETHEPRODUCTIONEFFICIENCY，PRODUCTQUAITYANDSAFETYOFTHEPRESSLINE，THEFULLYAUTOMATEDPRESSLINEONHALFAXLEHOUSINGISDEVELOPEDTHEWORKINGPRINCIPLEANDTHEOVERALLMECHANICALDESIGNOFTHEPRESSLINEFORHALFAXLEHOUSINGARCELABORATEDTHEPLATEMATERIALONFEEDROLLERISGRABBEDANDPLACEDONTHECONVEYINGLINESLINETHROUGHTHEPNEUMATICMANIPULATORTHEPLATEMATERIALISGREASEDTHROUGHOILMECHANISMORISHEATEDBYTHEINDUCTIONHEATINGFU,一NACETHEPLATEMATEIIALISFEDINTOHYDRAULICPRESSWITHTHREEDEGREESOFFREEDOMMANIPULATORPRACTICESSHOWTHATTHEAUTOMATICPRESSLINECANRUNSAFELYANDSTABLYANDCANMEETTHEPRODUCTIONKEYWORDSHALFAXLEHOUSING；PRESSLINE；AUTONMTICLOADINGANDUNLOADING；DEVELOPMENT汽车工业是我国国民经济的重要支柱产业，在经济快速发展的今天，更是面临着前所未有的发展机遇。近年来，我国汽车_T业发展迅速，汽车更新换代的速度日益加快，竞争更加激烈；汽车制造企业着力于改进传统技术、缩短研发周期、降低生产成本、提高生产效率。在汽车工业快速发展过程中，汽车工业逐步呈现车型批量小、品种变化快、车型个性化、多车型共线生产、生产规模化的特点。汽车驱动桥桥壳是汽车非常重要的支撑件，几乎支撑着整个车身。半桥壳冲压生产线在汽车生产过程中扮演着重要的角色，其生产质量和效率直接影响着汽车的质量和生产效率。国家自然科学基金项翻51275I59这些发展趋势要求汽车半桥壳冲压生产线不断向柔性化、全自动化、高速高效和安全方向发展。高柔性、高效率的自动化半桥壳冲压设备正在逐步取代传统的刚性生产线，成为汽车半桥壳冲压生产的主流。长期以来，半桥壳大型冲压设备均采用人工L料、下料；一方面，由于半桥壳质量大，钢板厚度厚，作台宽，传统手R生产带来生产效率低、产品质量差、生产成本高、劳动强度大、安全性差，且坯料在冲压机中的位置精度难以保证，严重制约了设备的生产潜力；严重制约了汽车半桥壳冲压生产线向自动化、柔性化方向的发展；另一方面，在汽车半桥壳冲压生产过程中，冲压时问远小于其上、下料等辅助工作时间，生产不同产鬻品时，可以通过更换机械手爪实现，而_厂艺动作基本相同。为此，从国内外汽车冲压技术、上下料装备的发展状况着于，在对汽车卜桥壳冲压T艺进行分析的基础上，研制I一种自动下料汽车半桥壳生产线，自动地完成半桥壳自动上下料、对中定位等丁作，从而改善劳动条件，减轻一R人劳动强度，确保生产安全，提高劳动生产率、产品质量、生产可靠性，节省辅助加一I时问，降低产品成本，从而可以实现冲压设备的自动化、柔性化1半桥壳自动冲压生产线的结构及其动作原理东风德纳桥公司十堰_T厂冲焊车间半桥壳冲压自动生产线，采2500T压床生产20多种半桥壳，整套冲压自动线主要由5部分组成1，采用人机操作界面、PLC程序控制、触摸屏操作、视频监控、异状报警、按钮操作。1一热板I料及加热机构；2一冷板L二料及刷油机构；3一冲压上料机构42500T压床；5一下料及码垛机构。图1半桥壳冲压自动生产线11半桥壳冷冲压工作流程冷料就位于冷料辊道后，拾取机械手通过电磁吸盘拾取冷料，送至涂油器人口输送辊道，冷料至涂油1二他后涂油器涂油，F1涂油器M口输送辊道送冷料至取料T位，板料实现X、Y轴对中粗定位，板料送至上料机械手爪J二，F料机械手送料至模具后退M，板料、Y方向与模具定位块无间隙精确定位，压机成型后，检测半桥壳到位后，下料机械手取料并退，自动码垛至料架，完成一个T作循环，且生产线自动循环T作12半桥壳热冲压工作流程板料同时存两个巾频加热炉中加热，加热后，两个R1频加热炉交替将热料送至送料辊道后，输送辊道送热料至取料1位，板料实现、Y轴对中粗定位，拾取机械手抓取板料并平移出来后旋转180。，然后送料至鬻DESIGNANDRESEARCH设计与研究上料机械手爪上，上料机械手送料至模具后退1，板料、Y方向与模具定位块无间隙精确定位，机成型后，检测半桥壳到位后，下料机械手取料并退出送料至冷却水箱，下料机械手从冷却水箱取出冷却的板料，自动码垛至料架，完成一个T作循环，且生产线动循环T作。2半桥壳自动冲压生产线各部分的特点1手动自动切换半桥壳自动J下料系统包含自动及人R两种工作模式；自动上下料系统H现故障时，2RAIN内实现人二上下料。2多品种切换片料晶种多达20多种桥壳；片料参数输入到机械手操作系统中，更换品种时渊程序即可。21冷板上料及刷油机构冷板上料机械手如图2所示。冷板_卜料机械手央取冷板放置到涂油器滑道上，滑道将冷板送至涂油T位后涂油器涂油。图2冷板上料机械手1冷板上料机械手的特点大强度机械手按拾取工件100KG设计，全包结构，Z轴采用滚珠丝杠；手爪和气缸耐高温处理；采用隔离防护措施，避免热蒸汽和油气的腐蚀，必要部分采用金属防护板；高强度框架，高度不影响模具更换；高强度无动力滚道，便于机械手现故障时人T下料使用，切换H,FA2MIRL；过渡滚道，布置在滚道与模具之间，安置在框架上，能快速伸与模具接触，能快速脱离模具；地面没有地轨，便于机床换模底座伸M时，整套I料机械手滚道同T作台一起随动；外框架一端与床工作台联接，一端采用滚轮与地轨联接；机械手能自动寻找片料半桥壳中心。设计与研究DESIGNANDRESEARCH2自动涂油机的特点涂油机采用上下涂油方式。涂油的时间和数量可控；涂油器出口处安装高压气嘴及挡油罩，防止涂油后半桥壳出现滴油现象及降噪；涂油器下方设有接油槽及回油装置；涂油器整体安装在接油盘上。22热板上料及加热机构1板料中频感应加热炉的特点板料中频感应加热炉具有自动上料下料装置，如图3所示。操作方便可靠，可以大大减轻丁人的劳动强度。板料中频感应加热炉适合长形板料横向进料感应加热，实现大面积长形料感应加热，确保板料出炉时温度均匀。2热板拾取机械手的特点拾取机械手是由电动机、减速机、驱动齿轮齿条等组成，如图3所示。拾取机械手主要实现巾频炉到上料机械手的红热半桥壳毛坯板料的搬运。南于板料红热，热辐射高、粘性大、刚性差，拾取机械手需要在短H,TL司内完成板料的拾取、交接和放置。拾取机械手具有水平旋转、水平伸缩、上下摆动或升降等多个动作，移动式拾取机械手还具有整体水平移动的功能。旋转工位分0。、90。、180。_丁位，每个工位停止时定位准确，旋转精度准确。拾取机械手手臂可以根据工件大小快速调整，其调整过程与压机换模时间重叠，不占用额外调整时间。各运动部件均进行热防护和防尘保护。拾取机械手的高温隔热处理气动件内部采用特殊材质，所有接近热源部位安装冷却吹气装置；增加隔热材料。图3上下料机械手23冲压上料机构上料机械手将待冲压的板料输送到靠近冲压机床位置，如图4所示，通过对中机构将板料定位，成形压床上料机械手布置在拾取机械手和冷板取料工位与压床之间，压床换模时可随压机工作台一起移动。抓取手爪的特点手爪防锈且能耐900高温长期使用不易变形。气缸带有缓冲装置，气动动作平稳。电磁吸盘带柔性连接，板料放置平稳。手爪能抓取该线生产的所有半桥壳，且提供手爪图纸，手爪更换时能快速精确定位。上料机械手的防振处理冷板上下料机械手支架安装在2500T床身两面；所有支架地脚连接做防振土建处理并且远离压床。242500T压床油压机是三梁四柱油压机，如图4所示，并配备自动喷冲模润滑剂装置，备有独立液压站。油压机由主梁、动梁、下梁和立柱组成，具有结构简单、投资小的特点。自动喷冲模润滑剂装置F1喷嘴、推动气缸和支架等组成，具有吹氧化皮和喷润滑剂两种功能，可大大减轻T人的劳动强度。热板料吹气装置空气喷枪及支架，按程序进行间断性吹气带走冲压过程中产生的氧化皮；模具一侧布置空气喷枪，当上模下压过程中与下模具形成几乎密闭空腔时，进行吹气；模具氧化皮出口端安装接氧化皮收集盒，便于拆卸。2更换模具更换模具时需要将滑道移开，上料机械手移到一侧，以防碰撞。模具采用快速换模装置。3压床片料定位机构采用耐高温气缸，气缸前进方向和侧向推的方式；前进方向的安装位置在上料手爪部分；侧向推的装置安装在冲床内壁；送料机构采用快进及工进方式，缩短上料辅助时间；气缸安装隔离防护措施，避免热蒸汽和油气的腐蚀。4冷冲压模具喷油机构机床两侧床身内侧布置吸盘式喷油枪系统。冲压冷板料时，用程序控制淋油的频次。5模具液压快换系统上下模各8套，共16套液压机构，替代传统T型螺栓固定方式；独立配置液压工作站，满足液压机构T作需求；液压机构联接的管路采用短钢管和高压软管组成；柔性管路线路及拖链，必须注意管路布置时便于模具更换。图4上料机械手和油压机刮20151扯1T,矗TQ25下料辅助检测装置下料辅助检测装置如图5所示。取件前先检测冲压成型件当前的位置，以便确定下一步是直接取L叶J来，还是要进行先使桥壳脱落模具工作，然后再抓取。通过传感器来榆测冲压件确实离开模具及被抓取住了。1开模后成型件是否在预抓取位置检测冷冲压后开模时冲件可能会在凹模内没有出来。通过检测如果没有二件，则要自动启动液压机构，上顶工件。延时一段FT,FL司后再检测冲压件是否出来了。热冲压后开模时冲压件可能会在凸模上没有掉下来。通过检测，如果T件没有下来，系统报警，人工干预。2脱模检测装置特点耐I高温传感器检测冲压件是否顺利脱模，如果没有脱模则报警；检测系统包含顶杆和一组传感器；传感器应远离高温区，顶杆进入检测下模的特定位置，通过伸入不同距离来判断是否有半桥壳；检测系统避免热料红外干扰，必须防护和隔离措施。热冲压下料辅肋机构图5下料辅助检测装置26下料及码垛机构下料机械如冈6所示。图6下料机械手下料机械手的特点大强度机械手按拾取工件100KG没计，带有旋转轴及高强度回转支撑，齿形带全包结构，轴采用进口齿轮齿条或进口滚珠丝杠；采用全钢支架及防护，必要部分作金属防护；手爪和气缸采用耐高温处理；采用隔离防护措施，避免热蒸汽和油气的腐蚀，必要部分采用金属防护板。冷热冲压件都能取出，按要求码垛到料架里，热料能送至冷却水箱冷却；整套机构能适合600CC高温和粉尘，长期连续稳定地工作；端拾器结构采用耐高温手爪；冷却水箱布置在料架一侧；高强度框架，框架两侧安装隔热板；高强度无动力滚道，便于下料机械手F现故障时人T下料使用，切换时间2RAIN；过渡滚道，布置在滚道与模具之间，安置在框架上，能快速伸I与模具接触，能快速脱离模具；地面设有地轨，便于设备大修的时候可以移走，方便维护；框架一端与地面联接，保留与作台定位接口，一端采用滚轮与地轨联接。3结语由于半桥壳产量大，品种多，人1搬运上下料，人劳动强度大，需_一班人1一生产才能满足生产线双班生产需求；现采用自动上下料装置，降低了二人劳动强度；因手动搬运