摘 要:随着汽车行业高速发展,一些先进技术在冲压设备得到广阔的应用,冲压设备越来越高效化、机电液汽一体化、自动化、智能化和集成标准化。
关键词:冲压设备;机电液汽一体化;自动化;智能化
1 概述
汽车市场的激烈竞争带动了汽车快速的更新换代,也带动了汽车加工冲压设备的快速发展,让一些先进的技术在冲压设备中得以应用,本文从目前集中冲压生产设备阐述先进技术在冲压设备上的应用。
2 冲压设备不同生产设备所应用的先进技术
2.1 气液压力机。气液压力机是近几年在国内比较成熟的压力机,一般使用在100吨压力以下的地方,它是通过气液增压缸将气压转化为滑块直线压力,使用干净方便,控制简单。气液增压缸早期技术源于德国,2006年后相继出现各类品牌增压缸。国内各大厂商的研发实力均为气液增压、气气增压,作出了杰出的贡献。(图1)

图1 SGZY系列气液增压缸
2.2 液压式压力机。液压式压力机在汽车行业中使用非常广泛,噪音小,吨位大,它通过电动机带动油泵将液压力转化为滑块的直线压力,尤其在生产汽车深度拉延零件效果非常好,但传统液压机速度慢,在冲压生产时平均1~3次/分,目前液压机出现了伺服泵、伺服阀门控制的高速压力机,其下压速度为传统液压机的5倍以上,为液压机的发展奠定了基础。目前世界万吨级以上的压力机都是液压机。
2.3 开式机械冲压机。目前使用最广泛的冲压机,在汽车行业主要小吨位使用,传统压力机中使用的为继电器控制,存在较大不安全因素,随着PLC、变频器、安全技术的出现让其更加稳定。
2.4 大型机械压力机。随着大型数控机械压力机的出现,汽车加工出现了革命性的改变,变得更快更高效,一些先进的技术也随着配套应用:
先进的变频技术,主传动由变频器控制变频电机带动飞轮带动滑块,压力机更加稳定,节能。
先进的离合制动系统,不再单一的干式离合器,先进的液压湿式离合器得到了应用,液压式离合器,噪音小,磨损量小,更可靠,粉尘少。
先进的模具夹紧系统,模具气动液压夹紧系统也替代了老式的螺栓固定,更加方便安全可靠。
机械压力机技术不断的成熟,先进的高速冲压机出现,它提高了大型压力机的SPM,最大的提高了工作效率,更加符合现在工业标准。高速压力机配合快速机械臂组成的自动化线生产节拍达8~15次/分。
先进的数控液压垫:机械压力机液压垫或气垫为辅助生产零件拉伸使用,但传统的液压垫和气垫由于冲击大,误差大,波动大,拉伸力不可控,德国力士乐公司和万家顿公司开发研制推出可编程控制的数控液压垫代替原气垫或液压垫,更利于汽车零件拉伸,利用MAC-8控制器控制伺服阀来实现数控液压垫的高精度和高灵敏,压力可控波动小,提高压机使用率,提高产品质量和模具寿命。
图2为力士乐数控液压垫控制系统图。

图2
随着机器人的成熟单机联线自动化生产线的出现,通过机器人对多台机械压力机实现连线上下料生产,更加满足现代化汽车工业生产,机器人通过伺服系统控制,能快速简单编程,让高科技运用到实际生产当中。电气控制不再使用单一的协议借口控制,先进的Enthernet网络技术让机器人与压力机实现联机生产,更具有远程监控故障分析。生产操作系统也实现了智能化操作,换型生产科直接进行指令调用,储存,实现自动换模、参数调整、机器人端拾器更换等,更加高效化。生产节拍达6~9次/分为人工的2倍。
图3为单机联线自动化生产线

图3
随着汽车行业和科技技术的发展,越来越多的先进技术应用到冲压设备当中,未来的趋势会更加高效化,智能化、机电液汽一体化。
2.5 大型伺服压力机。伺服压力机技术之前一直被国外垄断,近两年我国济南二机床厂研制出大型伺服机械压力机,可以说是冲压设备的一个里程碑,伺服压力机采用伺服驱动技术,伺服电机直接与曲柄传动机构,取消飞轮,它结合了液压机的灵活性和机械压力机高效优点,且匹配性能高,节省能源,机械压力机发展的一个趋势。
2.6 大型多工位压力机。大型多工位压力机是目前世界上嘴先进、最高效的冲压设备,是单机连线自动化生产线的2~3倍,具有生产高效性,尤其适合大批量生产,一台多工位压力机匹配一条开卷送料线和下料设备,它就是一条强大的生产线。它结构复杂传动大多为曲轴传动,集合了其他压力机的先进技术,造价高。
结束语
液压保护系统也采用了先进的气动液压系统,直接利用气源带动气动泵进行打压保压控制,许多知名企业也生产出了许多安全可靠的液压保护系统和阀体。