板材加工柔性生产线的应用

板材加工柔性生产线的应用

1产品制造必须要适应市场板材加工是机械制造领域的重要组成部分，在汽车、设备、自动设备和通信等行业发挥着重要作用。市场竞争的加剧使得相关产品更新速度大大加快,这就要求板材产品制造具有快速应变能力,及时地适应市场需求。传统的板材冲压加工生产线是由一些昂贵的大型设备及专用机床所组成。建立这种生产线耗资大、费时长、投资见效期长,同时不利于模具的改变。其结果就导致了这种系统只适应于大批量工件的生产。随着数控冲压设备的出现,板材生产线由数控冲床、数控剪床和数控折弯机向柔性制造单元和柔性制造系统发展,实现了中小批量钣金件生产的自动化。2板式加工柔性生产线的组成在板材加工中应用柔性自动化制造技术,其优越性主要表现在实现多品种、中小批量自动化生产,缩短产品的开发和交货周期有相当大的灵活性来适应市场需求,可获得显著的技术经济效益。这是板材加工柔性生产线迅速发展的重要原因,但板材冲压加工的固有特点,则是促使其发展的内在因素,首先冲压设备本身生产率很高,采用手工操作难以提高生产率,只有配备自动化的送卸料装置组成生产线,缩短非加工的辅助时间,才能充分发挥冲压设备本身具有的高效率;其次,钣金件要求具有高的尺寸加工精度和好的互换性,这种需求在单机手工操作条件下难以达到,而应用板材加工柔性生产线就较易实现;最后,在板材加工中,应用单机生产的传统加工工序是先剪切后冲孔,而板材加工柔性生产线上的加工工序正相反,它先冲加工大板料上排列的各工件的孔,冲完后再剪切分离出各小板件。因此采用板材加工柔性生产线可以减少夹持工件所产生的废料,提高材料利用率。板材加工的固有特点,决定了板材加工柔性生产线的基本组成上的特点。由于板材加工所用的数控加工设备需要快速而频繁地更换模具,因此,加工设备一般需具备自动换模的功能,这样,模具自动供给系统一般来说是必备的。所以,板材加工柔性生产线是由加工设备、物流系统和计算机控制系统三部分组成。它具有按预先设定的程序自行管理和控制加工过程的功能,可在加工设备不停机的情况下,实现板材加工的柔性自动化。板材加工柔性生产线与一般柔性生产线存在的本质区别,也就是板材加工柔性生产线的特点,可概括为:(1)能自动上下料,其装夹和校正定位较为简便;(2)工具自动交换;(3)板材及零件自动存取;(4)加工前需排样优化,以节约板材;(5)原材料是以堆料形式存放、转移和上料;(6)同一程序或同一工序上有可能加工几种不同的零件。3元、辅助设备系统板材柔性生产线一般由仓库单元、冲裁单元、剪切单元、折弯单元、辅助设备系统组成。仓库单元、冲裁单元、剪切单元和折弯单元既可以在柔性生产线中统一由中央计算机管理,完成多工序加工,又可以脱离主生产线,独立运行完成单一工艺的加工。3.1堆垛机控制系统设计自动板材仓库由货架、堆垛机、托盘、自动检测装置、自动控制装置和计算机管理系统组成。堆垛机将放在托盘上的板材运送到仓库的指定货位或从指定货位中取出板材。它可以作水平行走、垂直行走和左右伸叉三维运动。其运行与停止通过一套检测系统和控制系统实现。堆垛机的检测包括地址检测、货物检测、货位状态检测等。3.2数控冲裁器、模具床设计数控冲孔、步冲设备是冲裁单元的核心设备。数控冲床大多是开式床身,开式床身使装配、调整、模具更换、维修操作等方便。床身具有很好的刚度,保证加工精度。数控冲床的加工精度可达0.1mm。工作台装有板材自动送进装置,自动送进机构采用高精度滚珠丝杠和直线滚动导轨,以提高运动精度、定位精度和可靠性。传动机构一般用伺服电动机,板材可在X、Y两个方向上水平移动。自动冲床带有冲模回转头,回转头上可同时装有三四十套冲裁模具。新式的数控冲床.大部带有旋转模具。这样可以减少总模具数,并能提高生产效率。数控冲床将CAD和CAM紧密结合。在板件设计过程中,同时制订加工工艺,提供必要的工艺数据。如模具尺寸、材料规格、轮廓加工工序等。板材柔性生产线冲裁单元除以数控冲模回转头压力机为主要设备外,有时也用激光冲切压力机或数控等离子冲切压力机。激光冲切压力机和等离子冲切压力机将激光切割、等离子切割分别与刚性模冲切结合起来,根据零件的形状,大小、批量等,选择加工方法。形状复杂,尺寸变化大;批量小的零件用激光切割或等离子切割;反之,则用模具加工更为适合。在数控系统的控制下,压力机可自动选择相交替采用不同的加工工艺。3.3旋转资板件剪切剪切单元的核心设备是数控剪板机。目前世界上许多板材柔性生产线都使用数控直角剪板机。常用的数控直角剪板机为龙门式结构。两个立柱、上横梁与底座通过预应力拉杆连接组成一个封闭框架。刀架在上横梁内作垂直运动,其位置相对于龙门稍有偏心。刀架上有互成直角的两个上刀片。一个是平行于龙门的纵向刀片,另一个是垂直于龙门的横向刀片。两个互为直角的刀片可以分别运动。当一个刀片进行剪切时,另一个上刀片能自动从其工作位置移开。这样,每个上刀片都能以重复的短行程进行剪切。剪切的总长度与刀片本身的长度无关。与直角剪板机相配套的有:带吸盘的供料装置、分选机构、卸料系统。直角剪板机可以一次剪切矩形板料,不需要将板坯退回、回转、重新定位,因此生产率高,也容易保证剪切精度。直角剪板机可进行编程操作。操作人员只要将原材料的尺寸、厚度及剪下板件的尺寸、件数输入后,剪板机便自动进行剪切编程。编程排样时,总是沿着纵向一列排列,最后是边角料。3.4数控折弯机板材柔性生产线发展的初期,由于传统的折弯机受到结构限制,生严军低、劳动强度大,服以买现自动化,并且无法折弯形状较复杂的盒形面板零件。因此,折弯单元一般不纳入柔性生产线系统,而仅仅作为板材柔性生产线以外的、与之配套的、独立的加工单元。70年代末80年代初开发研制成功的数控折弯机,克服了传统折弯机的缺点。不仅可以加工复杂的盒形面板,同时可以与冲裁单元、剪切单元和仓库单元一起组成板材柔性生产线。3.5冲裁单元的加工板材柔性生产线的各单元之间还配有若干辅助设备,进行单元之间的板料运输。从仓库单元运送出来的板垛,在进入冲裁单元前,先由真空吸盘式升降装料机将最上层的一块板吸起,送到冲裁单元。真空吸盘式升降装料器将吸起的板料放在辊道输送机上,送到冲裁压力机前。辊道输送机上安装有传感器。传感器发出信号后,冲裁压力机的移动工作台,接收并夹紧板料,难备加工。冲裁单元加工完的工件与废料,经分拣装置:工件通过双动卸料移动台被送到剪切单元,继续加工;废料被送入料箱,由搬运车送回仓库。剪切单元加工完的工件,经分选机构分选,再通过传送带分别送入相应的料箱。装料机、卸料机、传送带、分拣装置等,将仓库单元、冲裁单元、剪切单元、折弯单元连接起来,构成一个柔性生产线。4板式柔性制造系统板材以其巨大的潜力进入板