Качество, надежность и производительность - с доставкой
[email protected]
Artizono

Исследование гибких производственных систем в штамповке

Последнее обновление:
16 мая 2024 г.
Поделитесь своим мнением:

Оглавление

Автоматизированная производственная линия штамповки состоит из основной машины и периферийного оборудования, способного обеспечить высокоскоростной, автоматизированный и гибкий процесс штамповки. К основному оборудованию относятся различные прессы и другие необходимые обрабатывающие инструменты, выполняющие операции штамповки, а к периферийному оборудованию - различные автоматические устройства, устройства обнаружения, системы управления и т.д., необходимые для выполнения различных вспомогательных задач в автоматическом производстве.

Степень автоматизации производственной линии, режим сочетания прессов, тип и назначение устройств автоматизации, а также система управления должны определяться исходя из таких факторов, как форма и размер изделия, процесс штамповки, масштабы производства и условия производства. При разработке, производстве и использовании автоматизированных линий штамповки следует учитывать как технический прогресс, так и экономическую целесообразность.

Заготовки, используемые на автоматизированной линии штамповки, делятся на две основные категории: рулонные и листовые материалы, которые должны соответствовать различным типам и функциям устройств автоматизации. Например, крупные автоматические линии штамповки деталей автомобильных кузовов обычно используют листовой материал в качестве заготовки после резки.

Обычно используются такие средства автоматизации, как устройства подачи, очистки и смазки, центрирующие питатели, роботы (или манипуляторы) для загрузки и выгрузки, ленточные конвейеры, челночные тележки, устройства быстрой смены пресс-форм, оборудование для окончания линии и т. д. Линии штамповочного производства этого типа часто имеют серийную схему цеха (см. рис. 1), где прессы и межпроцессные конвейеры расположены по прямой линии.

Рисунок 1 Производственная линия для штамповки серийных макетов
Рисунок 1 Производственная линия для штамповки серийных макетов

1-Автоматическое устройство подачи
2-Пресс
3-Конвейерное устройство
4-выходной механизм

Высокоскоростные прессы часто используют рулонный материал в качестве заготовок. К распространенным средствам автоматизации относятся: разматыватели, выравнивающие машины, машины для очистки и смазки, пневматические питатели, концевое оборудование и т. д. Соответствующие технические параметры должны определяться исходя из материала заготовки, формы, размера деталей и других технических требований.

По характеристикам связи между процессами автоматические линии штамповочного производства можно разделить на линии с жесткой связью и линии с гибкой связью. На линии с жесткой связью (см. рис. 2а) транспортировочные устройства между оборудованием жестко соединены, между процессами нет резервов полуфабрикатов, требуется строгая синхронизация каждого оборудования. Недостатком является то, что при выходе из строя одной детали необходимо останавливать всю производственную линию.

Рисунок 2 Связь между процессами в автоматизированной линии
Рисунок 2 Связь между процессами в автоматизированной линии

a) Жесткая соединительная линия
b) Гибкая соединительная линия
1-Автоматическое устройство подачи
2-Пресс
3-Конвейерное устройство
4-выходной механизм
5-Устройство хранения
6-Элеватор
7-Хоппер

На гибкой контактной линии (см. рис. 2b) накопители и бункеры размещаются между оборудованием для хранения части полуфабрикатов, поэтому абсолютная координация между оборудованием не требуется. Когда отдельное устройство выходит из строя, его можно остановить на короткое время без необходимости останавливать всю линию. Недостатком является то, что темп работы производственной линии должен определяться оборудованием с наименьшей производительностью, что приводит к снижению загрузки оборудования.

I. Крупномасштабная автоматизированная линия штамповочного производства

Крупномасштабные автоматизированные линии штамповки в основном используются для штамповки крупных деталей, таких как автомобильные кузовные панели, обычно состоят из нескольких больших прессов, расположенных последовательно, с эффективностью производства более чем в два раза по сравнению с ручными линиями. К распространенным типам автоматизированных устройств относятся штамповочные манипуляторы, роботы, системы транспортировки когтевого типа, системы транспортировки с качающейся перекладиной и системы быстрой транспортировки с перекладиной.

Первая отечественная крупномасштабная автоматизированная линия по производству штамповок международного уровня была введена в эксплуатацию в сентябре 1995 года в автомобильной компании Chongqing Changan, разработанная и изготовленная в сотрудничестве между Цзинаньским вторым станкостроительным заводом и американской компанией SI Robotics, на основе преобразования существующей линии по производству прессов с ручным управлением.

Система автоматизации состоит из 1 комплекта загрузочных устройств, 5 комплектов погрузочных манипуляторов, 5 комплектов разгрузочных манипуляторов, 4 комплектов устройств челночной передачи, 10 рабочих станций и 5 комплектов электрошкафов управления.

В 1997 году отдел робототехники Шеньянского института автоматизации Китайской академии наук разработал для компании FAW-Volkswagen автоматизированную линию штамповки кузовных панелей для седана Jetta, состоящую из 6 прессов, 6 комплектов загрузочных манипуляторов, 6 комплектов разгрузочных манипуляторов, 1 перекидного передаточного устройства, 4 челночных передаточных устройств и 1 устройства магнитной стратификации.

1. Штамповочные манипуляторы, роботы

Штамповочные манипуляторы и роботы могут имитировать ручные действия и выполнять автоматическую загрузку и разгрузку, отличаясь хорошей производственной гибкостью и высокой эффективностью. Они могут удовлетворить потребности гибкого производства нескольких сортов и средних и крупных партий. Они могут образовывать как одномашинную автоматизированную штамповочную установку с одним прессом, так и автоматизированную штамповочную производственную линию с несколькими прессами, что делает их широко используемыми автоматизированными штамповочными конвейерными устройствами.

Штамповочные роботы и манипуляторы обычно используют вакуумные присоски для захвата заготовок, что позволяет быстро заменять и разбирать детали, адаптироваться к производственным потребностям штампованных деталей различных форм и размеров, а также эффективно избегать царапин и потертостей на поверхности заготовок. Во время перемещения вакуумные присоски не должны мешать прессу, пресс-формам и т. д.

Штамповочный манипулятор устанавливается на передней или задней части колонны пресса или на верхней балке, как показано на рисунке 3. По своему назначению они могут быть разделены на загрузочные и разгрузочные манипуляторы, которые имеют схожую механическую структуру и принцип работы, соответственно выполняя действия по перемещению листового металла со станции подбора внутрь формы, а также по извлечению отформованной заготовки из формы и передаче ее на станцию подбора следующего пресса.

Рисунок 3 Способ установки погрузочно-разгрузочного манипулятора
Рисунок 3 Способ установки погрузочно-разгрузочного манипулятора

По способу привода вакуумных присосок манипуляторы для штамповки делятся на линейные, с поворотным рычагом и составные. Они могут быть спроектированы и изготовлены в соответствии с конкретными условиями и техническими требованиями. На рисунке 4 показаны два типа погрузочно-разгрузочных манипуляторов, разработанных шведской компанией AP&T: линейный тип CD и поворотный тип FA, способные выдерживать максимальный вес 100 кг.

Рисунок 4 Погрузочно-разгрузочные манипуляторы
Рисунок 4 Погрузочно-разгрузочные манипуляторы

a) Тип компакт-диска
b) тип FA (двойной манипулятор)

Особенностью роботов для штамповки является их высокая гибкость, отсутствие механического соединения с прессом, что способствует стандартизации производства, простоте установки и настройки. Недостатком является несколько меньшая эффективность производства и непригодность для транспортировки на большие расстояния. Для привода штамповочных роботов обычно используются серводвигатели переменного тока с возможностью гибкой настройки скорости, хода и других параметров, а многоосевая связь позволяет выполнять различные сложные пространственные траектории.

Перед началом работы робот для штамповки должен быть запрограммирован на выполнение действий и задач, чтобы согласовать их с прессом и добиться непрерывного управления траекторией. Основные методы программирования включают в себя автономное программирование, онлайн-обучение и сочетание автономного планирования и онлайн-обучения.

Среди известных компаний, производящих роботов на международном уровне, - ABB, KUKA и др. Роботы KUKA поддерживают различные стандартные промышленные шины управления, включая: Interbus, Profibus, Devicenet, Canbus, Control-net, EtherNet, Remote I/O и др. Установив программное обеспечение Soft PLC, робот может напрямую управлять всей производственной линией и даже цехом. Робот оснащен портативным обучающим устройством, которое может достичь гибкого и быстрого программирования действий.

2. Система быстрой транспортировки поперечин

В 2004 году немецкая компания Müller Wanjia Dun Corporation успешно разработала автоматизированную систему быстрой транспортировки в виде перекладины (SpeedBAR) для использования в тандемных линиях прессового производства. Это автоматизированный транспортировочный механизм, который находится между обычными роботизированными руками и многопозиционными системами транспортировки на поперечинах пресса и отличается гибкостью, простотой, скоростью и эффективностью. Он может эффективно обеспечивать высокую гибкость продукции и высокую эффективность производства, сокращая инвестиции в оборудование и производственные затраты.

Как показано на рисунках 5 и 6, система быстрой транспортировки по поперечинам состоит из нескольких модульных передаточных узлов, закрепленных между колоннами пресса, приводимых в движение серводвигателями и оснащенных двумя телескопическими направляющими вдоль направления движения. Благодаря установке концевых съемников с присосками на телескопические направляющие, детали могут забираться с одного пресса и напрямую подаваться на следующий пресс без промежуточных передаточных станций.

Рисунок 5 Схема системы быстрой транспортировки поперечин
Рисунок 5 Схема системы быстрой транспортировки поперечин
Рисунок 6 Схема цикла движения системы быстрой транспортировки поперечин
Рисунок 6 Схема цикла движения системы быстрой транспортировки поперечин

a) Стартовая позиция
б) Забирая
в) Транспортировка
г) Размещение

Основные технические характеристики следующие:

(1) Только один комплект монолитных линейных конвейеров соединяет два пресса, без промежуточных переходных станций, что позволяет сократить количество устройств автоматизации.

(2) Механическая структура конвейера очень жесткая, процесс движения плавный и надежный, что может значительно увеличить скорость транспортировки и улучшить ритм производства.

(3) Отсутствие необходимости в челночных тележках, что сокращает межосевое расстояние между прессами и уменьшает площадь производственной линии штамповки.

(4) Концевой эффектор установлен на поперечине, направляемой рельсами с обеих сторон в соответствии с формой заготовки, и его эффективная площадь может покрывать весь рабочий стол переднего и заднего прессов.

(5) Встроенное устройство регулировки с несколькими степенями свободы на поперечине позволяет регулировать до 5 степеней свободы, что дает возможность произвольно перемещать заготовку между двумя станциями (см. рис. 7). Функции каждой оси ЧПУ следующие:

Рисунок 7 Схема смещения поперечины
Рисунок 7 Схема смещения поперечины
  • Ось 1 (Axia1): Подъем и опускание заготовки;
  • Ось 2 (Axia2): Продвижение заготовки, возврат;
  • Ось 3 (Axia3): Вращение заготовки;
  • 4-осевой (Axia4): Боковое перемещение заготовки;
  • 5-осевой (Axia5): Наклон заготовки.

В дополнение к SpeedBAR, автоматическая система транспортировки Miller Wanjia Dun также включает в себя Swingarm, Swivelarm и т.д.

3. Устройство подачи для разгрузки

Функция подающего устройства для расформирования заключается в правильном отделении листов от пачки в соответствии с заданным ритмом производства и последовательной транспортировке их на приемную станцию первого подающего устройства пресса.

Устройство обычно состоит из поддона, подъемного устройства, устройства магнитной сепарации и обнаружения двойного материала, всасывающего подъемного устройства, устройства транспортировки магнитной ленты, устройства очистки и смазки, устройства транспортировки листов, устройства центрирования и т.д.

4. Устройство для транспортировки челноков

При техническом переоснащении действующей линии штамповки обычно не представляется возможным изменить место установки пресса. Чтобы удовлетворить требованиям транспортировки заготовок на большие расстояния между двумя прессами и повысить эффективность производственной линии, необходимо установить челночное транспортировочное устройство в соответствии с условиями на месте. В производственных линиях с прессом двойного действия между первым и вторым прессами также должен быть установлен механизм переворота заготовок.

5. Электрическая система управления

Автоматическая производственная линия штамповки представляет собой сложную систему, состоящую из множества звеньев и многочисленных устройств. Системы управления для настройки, регулировки, блокировки и защиты различных устройств в производственной линии очень сложны. Если какое-либо звено, например пресс, пресс-форма, материалы, сам робот, передаточное устройство или пневматическая система, имеет проблемы или не соответствует требованиям автоматизированного производства, это напрямую повлияет на бесперебойную работу всей производственной линии. Система мониторинга позволяет выявлять аномальные факторы в процессе штамповки и выносить обоснованные суждения и решения.

Главная машина производственной линии и окружающее оборудование связаны между собой через интерфейсы управления для передачи управляющей информации, информации о движении и информации о неисправностях, обеспечивая связь и блокировку между транспортировкой заготовок и движением ползуна пресса.

Традиционные системы управления используют централизованные методы управления. С развитием таких технологий, как полевые шины, распределенный ввод/вывод и сетевая цифровая связь, метод управления распределенным вводом/выводом на основе полевых шин получил широкое распространение.

Распределенные методы управления имеют такие преимущества, как быстрое время отклика и большая емкость передачи данных. Сигналы компонентов обрабатываются поблизости, а исполнительные механизмы и датчики напрямую подключаются к системе автоматизации, а сигналы передаются на процессор по шине данных. Это сокращает количество промежуточных звеньев и увеличивает время отклика.

Удаленная диагностика неисправностей и обслуживание системы с помощью системы удаленной диагностики неисправностей на базе Интернета может эффективно сократить время устранения неисправностей и снизить затраты на обслуживание, и ее применение становится все более распространенным. С помощью сетевых технологий можно обеспечить передачу информации между различными устройствами и подключить их к заводской сети управления производством.

II. Высокоскоростной пресс автоматической штамповки

В сфере производства мелких электронных компонентов, таких как выводные рамки ИС и разъемы, высокоскоростные прессы являются основным технологическим оборудованием. При номинальном давлении 100 кН и номинальном ходе прижима 8 мм частота хода ползуна достигает 4000 раз/мин. Заготовки обычно имеют форму рулонов, а автоматизированное устройство для штамповки состоит из разматывателя, выравнивателя, подающего и собирающего устройства с кулачковым приводом, а также системы контроля обнаружения, образующей единое целое с основной машиной.

Более подробную информацию об основной машине высокоскоростного пресса см. в томе III настоящего руководства. Поскольку частота хода ползуна высокоскоростного пресса намного выше, чем у обычных прессов, производительность и надежность периферийного оборудования имеют большое значение для обеспечения безопасного, надежного и стабильного производственного процесса.

Ритм подачи автоматического механизма подачи должен быть строго синхронизирован с работой пресса. Когда ползун движется вниз, чтобы начать штамповку на нижней пресс-форме, механизм подачи должен завершить подачу материала. После окончания штамповки ползун приводит верхнюю форму в движение, и подача может начаться только после того, как верхняя форма полностью выйдет из материала.

Для пресс-форм, оснащенных направляющими штифтами, механизм подачи должен также иметь функцию ослабления зажима, чтобы материал находился в плавающем состоянии перед тем, как верхняя пресс-форма пробивает материал, а направляющие штифты обеспечивают точное позиционирование. Перед тем как направляющие штифты выйдут из материала, он должен вернуться в зажатое состояние.

Основные типы: роликовые подающие устройства с неравномерным обгоном роликов, с максимальным ритмом подачи около 800 раз/мин и точностью подачи ±0,05 мм; роликовые подающие устройства с червячными кулачками и механизмами индексации роликовых шестерен, с максимальным ритмом подачи 2000 раз/мин и точностью подачи ±0,02 мм; маятниковые роликовые и зажимные подающие устройства; пневматические подающие устройства и др.

III. Автоматизация малых и средних прессов Штамповочный агрегат

Оснащение пресса общего назначения малого и среднего размера автоматическим подающим устройством может образовать одномашинный автоматизированный штамповочный агрегат, обеспечивающий автоматизацию одного или нескольких процессов и непрерывную штамповку, повышающий эффективность производства и гибкость производственного процесса.

На рис. 8 показан автоматизированный штамповочный узел для малых и средних прессов, разработанный шведской компанией AP&T и используемый для производства деталей панелей бытовых электропечей, с разнообразной продукцией и большими объемами производства.

Рисунок 8 Автоматизированная штамповочная установка для малых и средних предприятий
Рисунок 8 Автоматизированная штамповочная установка для малых и средних предприятий

1, 2 - Гидравлический пресс
Платформа с 3 штабелями
Машина для разгрузки 4-х поддонов
Направляющие для смены 5, 7 форм
6-Робот для погрузки и разгрузки
Таблица передачи 8 передач
9-Ленточный конвейер для вывода изделий
10-Платформа для технического обслуживания
11, 12, 14-Электрический шкаф
13-Центральная консоль управления

Производственная линия состоит из двух гидравлических прессов 4000 кН, четырех роботизированных манипуляторов для загрузки и разгрузки, одного погрузчика для укладки на поддоны и системы быстрой смены пресс-форм, способной выполнять различные процессы, такие как заготовка, глубокая вытяжка и формовка, со скоростью от 5 до 8 циклов/мин. Технические характеристики заготовок варьируются от максимальных 1200 мм x 1000 мм до минимальных 300 мм x 300 мм. Процесс обработки происходит следующим образом.

Сначала поддон со штабелем отправляется на платформу для штабелирования, рука для снятия штабеля с вакуумной присоской перемещается вниз, захватывает верхний лист металла, а устройство для обнаружения двойного материала автоматически проверяет, является ли лист металла уникальным. После подтверждения листовой металл отправляется на перегрузочную платформу для очистки, смазки, позиционирования и загружается на первый гидравлический пресс загрузочным роботом с вакуумной присоской.

После завершения штамповки разгрузочный робот, установленный с другой стороны пресса, извлекает отштампованные детали из формы, кладет их на транспортировочный стол, и второй гидравлический пресс и его роботы для загрузки и выгрузки завершают второй процесс штамповки. Затем отштампованные детали выводятся из машины по ленточному конвейеру.

На рис. 9 показана автоматическая линия штамповки упорных шайб, предназначенная для штамповки различных типов упорных шайб, с производственной мощностью 8,2 млн. шт. в год. Эта производственная линия может автоматически завершить весь процесс штамповки упорных шайб, включая: очистку сырья, очистку от масла, штамповку (резку, гибку, формовку), постановку штампованных деталей в очередь, автоматическую упаковку и т.д.

Рисунок 9 Производственная линия штамповки упорных шайб
Рисунок 9 Производственная линия штамповки упорных шайб

a) Автоматическая линейная контурная диаграмма
b) Схема автоматической линии

Вся линия состоит из правильной машины, роликовой подающей горки, машины дальнего инфракрасного нагрева, машины для очистки масла, пресса, механизма очереди, боксерской машины, пульта управления и т.д. Она подходит для многих типов передаточных механизмов для средних и малых прессов автоматической штамповки, которые должны быть спроектированы и изготовлены в соответствии с конкретными требованиями к соединению. В таблице 1 перечислены несколько часто используемых механизмов транспортировки.

Таблица 1 Механизмы транспортировки автоматической линии штамповки

ТипСтруктурные особенностиОсобенности работы
Гравитационные, инерционные конвейеры
a) Впадина
b) Роликовая дорожка
Для перемещения деталей используется сила тяжести самих деталей или инерционная сила, действующая на детали после обработки.
Ленточные и цепные конвейерыНепрерывная транспортировка деталей с помощью механической передачи. В процессе обработки детали необходимо снимать с конвейера, поэтому требуются дополнительные механизмы загрузки и разгрузки.
Элеватор скребкового типа
1 Конвейерная лента
2-Скрапер
3-х направляющее колесо
Использует ползун для непосредственного перемещения деталей на конвейерную ленту для удаления скребком. Низкая стоимость изготовления, широкий спектр применения.
Ковшовый элеватор
1-слайд
2-приводное колесо
3 ведро
4-Belt
5-Приемная тарелка
Обычно используется для вертикального подъема, при необходимости может быть наклонен до 65°~75°, рабочая скорость ленты составляет около 0.2~0.4м/с
Лифт цепного типа1-Хоппер
2-Бланк
3-Спиральный кулачок
4-направляющая канавка
5-Спрокет
6-селектор
7-цепочка
Кулачок 3 перемещается так, что хвостовая часть заготовки попадает в наклонный направляющий паз, а головка упирается в плечо паза, перемещаясь селектором на цепи, обычно используемой для стержневых деталей с головками
Шаттл-конвейер 1-заготовка
2-Подающий коготь
3-Фиксированный коготь
Толкающая пластина, оснащенная подающими зубцами, совершает линейное возвратно-поступательное движение для перемещения заготовки, а поданная заготовка блокируется неподвижным зубцом 3 (упором) и не возвращается обратно.
Вакуумная присоска-флиппер
1-цилиндровый
2-Gear
3-Флип-пластина
4-Вакуумная присоска
5 Конвейерная лента
С помощью флиппера переверните заготовку на 180°, после чего конвейер и подающий механизм отправят ее на следующий пресс.
Ластовица для тарелок
1-цилиндровый
2-Gear
3-Флип-пластина
4-Вакуумная присоска
5 Конвейерная лента
С помощью флиппера поверните заготовку на 180°, а затем отправьте ее на следующий пресс с помощью конвейера и устройства подачи.

На рис. 10 показано устройство для разгрузки и подачи листового металла типа BF, изготовленное шведской компанией AP&T, со спецификацией листов 180 мм×300 мм~.

2500 мм × 3500 мм, максимальный вес одной заготовки - 50 кг.

Рисунок 10 Устройство для разгрузки и подачи листового металла типа BF
Рисунок 10 Устройство для разгрузки и подачи листового металла типа BF

На рисунке 11 показан пневматический питатель, произведенный итальянской компанией Herrblitz Modular System. Устройство использует сжатый воздух для ступенчатой подачи и может быть интегрировано с разматывателями, выравнивателями и другим оборудованием для создания автоматизированной системы подачи рулонного материала для штамповки, отличающейся высокой универсальностью и широкими возможностями применения.

Рисунок 11 Пневматический питатель
Рисунок 11 Пневматический питатель

В зависимости от типа подачи, пневматические питатели делятся на толкающие и тянущие. Разница заключается в том, что в устройствах подачи толкающего типа полосовой материал находится в сжатом состоянии во время подачи, что подходит для случаев с хорошей жесткостью полосы; в то время как в устройствах подачи тянущего типа полосовой материал находится в растянутом состоянии во время подачи, что подходит для подачи материалов с низкой жесткостью и неметаллов. Рабочий цикл пневматических питателей обычно не высок, они подходят только для средне- и низкоскоростных автоматизированных систем штамповки.

На рис. 12 показана интегрированная машина для размотки, выравнивания и подачи серии LF производства японской компании AIDA Engineering Technology Co., Ltd., предназначенная для автоматизированной подачи с производственным циклом до 120 раз/мин, отличающаяся компактной структурой и компактностью. На рис. 13 показана многостанционная линия производства прессов, состоящая из систем размотки, выравнивания и подачи (продукт компании Müller Weingarten AG, Германия).

Рисунок 12 Разматывание, выравнивание и подача встроенной машины
Рисунок 12 Разматывание, выравнивание и подача встроенной машины
Рисунок 13 Подача рулонного материала на производственную линию многостанционного пресса
Рисунок 13 Подача рулонного материала на производственную линию многостанционного пресса

На рис. 14 показана автоматизированная линия штамповочного производства, состоящая из 4 гидравлических прессов среднего размера, роботизированных манипуляторов загрузки и выгрузки типа CD и системы быстрой смены пресс-форм (продукт шведской компании AP&T).

Рисунок 14 Гидравлический пресс Автоматизированная линия штамповочного производства
Рисунок 14 Гидравлический пресс Автоматизированная линия штамповочного производства

IV. Штамповка Гибкая производственная система FMS

В условиях все более жесткой конкуренции на производственном рынке цикл обновления продукции становится все короче, а доля многономенклатурного мелкосерийного производства в штамповочном производстве увеличивается, что способствует технологическому прогрессу в области штамповочных гибких производственных систем FMS (Flexible Manufacturing System).

Гибкая производственная система для штамповки представляет собой автоматизированную систему обработки штамповки, состоящую из группы штамповочных станков с ЧПУ, вспомогательных станков, автоматической системы хранения и транспортировки материалов, а также системы управления информацией, управляемой компьютером в автоматическом режиме. Эта система может обрабатывать набор штампованных деталей с различными последовательностями и технологическими ударами.

Технологический процесс может быть отрегулирован в соответствии с различными заготовками, может своевременно сбалансировать использование ресурсов, и, таким образом, этот тип системы может автоматически адаптироваться к изменениям заготовок и масштабов производства в пределах диапазона технических характеристик оборудования, достигая хороших экономических преимуществ в мелкосерийном и многономенклатурном производстве.

1. Основные типы

(1) Штамповка на одном станке Гибкая обработка

Использование прессовых станков с ЧПУ и загрузочно-разгрузочных устройств с ЧПУ или оснащение обычных прессов устройствами автоматической подачи с ЧПУ позволяет автоматически выполнять гибкую обработку различных штампованных деталей. Механизм автоматической подачи с ЧПУ, показанный на рис. 15, приводится в действие двумя шаговыми двигателями, которые приводят в действие прецизионную шарико-винтовую передачу, позволяющую рабочему столу свободно перемещаться в координатной плоскости x-y, что подходит для штамповки отверстий, расположенных по любому шаблону на различных плоских заготовках.

Рисунок 15 Механизм автоматической подачи
Рисунок 15 Механизм автоматической подачи

1-Панч
2-Бланк
3-слайд
Шаговый двигатель 4-x направления
Шаговый двигатель 5-го направления

(2) Штамповка Гибкая производственная ячейка FMC

Гибкая производственная ячейка для штамповки FMC (Flexible Manufacturing Cell) состоит из одного штамповочного станка с ЧПУ, автоматических устройств загрузки и выгрузки, склада листового металла и компьютерной системы управления, способной автоматически завершить весь процесс штамповки. На рис. 16 показана гибкая производственная ячейка для штамповки, состоящая в основном из пресса с ЧПУ с вращающейся головкой.

Рисунок 16 Гибкая производственная ячейка для штамповки листового металла
Рисунок 16 Гибкая производственная ячейка для штамповки листового металла

1- Разгрузочное устройство зажимного типа
Револьверный штамповочный пресс с 2 ЧПУ
3-Подающее устройство типа присоски
4-контроллер

(3) Гибкая производственная система для штамповки FMS

Гибкая производственная система для штамповки состоит из трех основных частей: нескольких штамповочных станков с ЧПУ, образующих автоматизированную систему штамповки, системы транспортировки и хранения листового металла и компьютерной системы управления. Она может автоматически завершить весь процесс проектирования и технологии производства, транспортировки сырья, обработки штамповки и выпуска заготовок, характеризуется высокой производительностью, коротким вспомогательным временем для изменения типа продукции и адаптируемостью к различным типам обработки штамповки.

На рисунке 17 показана схема гибкой производственной системы для штамповки. На рис. 18 показана полностью автоматическая гибкая производственная линия для штамповки FMS, разработанная и изготовленная японской компанией Murata Machinery Co., Ltd., объединяющая пробивные прессы с ЧПУ, станки для резки под прямым углом, автоматические дозирующие устройства и комплексный трехмерный склад, способный выполнять штамповку, резку и гибку листового металла, обеспечивая многономенклатурное мелкосерийное производство штамповки.

Рисунок 17 Схема расположения гибкой производственной системы для штамповки
Рисунок 17 Схема расположения гибкой производственной системы для штамповки
Рисунок 18 FMS полностью автоматическая штамповочная гибкая производственная линия
Рисунок 18 FMS полностью автоматическая штамповочная гибкая производственная линия

Гибкая производственная система типа CI производства компании Jinan Jiemai CNC состоит из пробивного и обрезного станка с ЧПУ типа PS31250, склада трехмерного листового металла, устройства подачи с присосками, устройства укладки и сортировки и системы управления, с размерами заготовок 1250 мм x 5000 мм и производительностью 8 листов/ч. Гибкая производственная система типа APSS производства компании Jiangsu Jin Fangyuan состоит из пуансона и ножниц, позиционирующего стола и автоматической загрузочной роботизированной руки.

2. Основное оборудование

(1) Пробивное оборудование с ЧПУ

Преобразование вырубного оборудования с числовым программным управлением является основой для реализации гибких систем обработки вырубкой. В гибких системах штамповки обычно используется штамповочное оборудование с ЧПУ: прессы с ЧПУ, прессы с ЧПУ с револьверной головкой, ножницы с ЧПУ с прямым углом, гибочные станки с ЧПУ, трубогибочные станки с ЧПУ, станки лазерной резки с ЧПУ, станки плазменной резки с ЧПУ, станки гидроабразивной резки сверхвысокого давления с ЧПУ и т.д.

(2) Автоматизированная система транспортировки и хранения листового металла

К основным видам устройств для транспортировки листового металла относятся: краны-штабелеры, рельсовые тележки, безрельсовые тележки, рольганги и т.д. Основными устройствами для хранения листового металла являются автоматизированные склады листового металла, к которым относятся многоярусные автоматизированные склады и небольшие боксовые листовые каркасы.

Многоярусные автоматизированные склады - это большие и средние склады, состоящие из стеллажей, кранов-штабелеров, транспортных средств, паллет и компьютерной системы управления. Под управлением компьютера кран-штабелер может точно остановиться в заданном месте хранения, а паллета является основным устройством для доступа к листовому металлу.

Во время хранения паллета с листовым металлом захватывается роботизированной рукой и помещается на транспортное средство. После того как транспортное средство въезжает в проход склада, кран-штабелер извлекает паллету из гнезда для хранения и передает ее транспортному средству, которое затем подает паллету на автоматическое устройство подачи рядом с обрабатывающей машиной.

Небольшие рамы для листового металла коробчатого типа являются периферийным оборудованием FMC и обычно имеют 6-7 слотов для хранения. В зависимости от потребностей обработки в раме хранятся листы металла разных размеров. Процесс хранения и извлечения также контролируется компьютером.

(3) Система быстрой замены пресс-формы

Автоматический склад пресс-форм оснащен функциями автоматической идентификации и поиска пресс-форм и вместе с мобильным верстаком и устройствами быстрого зажима образует систему быстрой смены пресс-форм. Устройство смыкания пресс-формы использует электрическое и гидравлическое управление, процесс смыкания должен быть быстрым и надежным, а рабочие параметры автоматически регулируются.

(4) Компьютерная система контроля управления

Компьютерная система управления системой гибкой обработки тиснения подразделяется на следующие 3 уровня.

Первый уровень - это уровень управления проектированием, состоящий из системы планирования и управления листовыми материалами и CAD/CAM. Система планирования и управления листовым металлом контролирует инвентарь и информацию о пресс-формах. Она предоставляет системе DNC (прямого числового управления) последовательность подачи материала, инвентаризацию листового металла и список пресс-форм.

Задача CAD/CAM-системы - автоматически завершить проектирование отдельных деталей или раскроя. В процессе проектирования устанавливаются технологические процессы и предоставляются технологические данные. Схема заготовки после проектирования отображается на экране для внесения изменений и проверки, а соответствующая информация о конструкции передается в систему DNC в качестве основы для производства.

Второй уровень - это уровень управления, а именно система DNC. После получения информации об обработке, предоставленной предыдущим уровнем, эта система начинает проектирование системы. Проектирование системы включает в себя организацию бизнес-файлов, управление бизнес-файлами для вступления в силу в порядке приоритета и управление подчиненными системами.

Третий уровень - это уровень исполнительных работ, а именно части ниже DNC на диаграмме, которые являются исполнительными механизмами в процессе обработки, включая станки с ЧПУ и периферийное оборудование, такое как прессы с ЧПУ, ножницы с ЧПУ, автоматические склады с ЧПУ и т.д.

V. Формы на автоматизированной линии штамповочного производства

При проектировании и изготовлении пресс-форм, используемых на автоматизированных линиях штамповки, необходимо следовать принципу отсутствия помех, чтобы пресс-формы не мешали механизму подачи. По сравнению с традиционными ручными штамповочными формами и автоматическими вырубными формами, формы, используемые на автоматизированных штамповочных производственных линиях, значительно отличаются по структуре, производительности и функциям, что в частности отражается в следующих аспектах.

1. Пресс-формы, используемые на автоматизированных линиях штамповки, должны быть оснащены вспомогательными устройствами позиционирования для обеспечения правильного расположения заготовок в пресс-форме.

2. Чтобы направляющие стойки пресс-формы не мешали загрузке и выгрузке заготовок, направляющие стойки должны быть установлены на верхней части пресс-формы, насколько это возможно.

Внутри пресс-формы должны быть установлены датчики, подключенные к электрической системе управления, чтобы определять правильность установки заготовки в пресс-форму или плавность удаления обрезков.

При многостанционной штамповке формы на каждой станции должны по возможности сохранять одинаковую высоту подачи.

Необходимо установить надежное устройство для удаления обрезков, чтобы обеспечить автоматический и беспрепятственный выброс обрезков из пресс-формы.

Заготовка остается внутри нижней формы, и под действием выталкивающего устройства она выходит за пределы формы примерно на 5 мм.

Необходимо установить централизованную систему смазки и электрическую распределительную коробку.

Пресс-форма должна иметь несколько способов установки, чтобы удовлетворить различные требования к механическому и гидравлическому быстрому зажиму.

Запрос БЕСПЛАТНОГО предложения
Контактная форма

Последние сообщения
Будьте в курсе новых и интересных материалов на различные темы, включая полезные советы.
Поговорите с экспертом
Свяжитесь с нами
Наши инженеры по продажам готовы ответить на любые ваши вопросы и предоставить быстрое предложение с учетом ваших потребностей.

Запросить индивидуальное предложение

Контактная форма

Запрос индивидуального предложения
Получите индивидуальное предложение с учетом ваших уникальных потребностей в обработке.
© 2024 Artizono. Все права защищены.
Получить бесплатную цитату
Вы получите наш квалифицированный ответ в течение 24 часов.
Контактная форма