国内主流汽车厂冲压生产方式

国内主流汽车厂的冲压生产方式国内主流汽车厂的冲压生产方式周晓鹏周晓鹏 20212021年年7 7月月 2压力机基本知识压力机基本知识冲压生产方式冲压生产方式自动化输送工具自动化输送工具自动化生产线详解自动化生产线详解你准备好了么？你准备好了么？课程内容课程内容3压力机压力机根本知识根本知识本局部主要介绍压力机的大致分类及压力机主要技术参数4压力机根本知识压力机根本知识压力机的分类压力机的分类(一一)按压力机床身分为按压力机床身分为开式开式和和闭式闭式压力机压力机1.1.开式压力机开式压力机床身特点是床身特点是“C“C形结构形结构工作台前、左、右三个方向为工作台前、左、右三个方向为自由可操作间自由可操作间设备吨位一般在设备吨位一般在2.54002.5400吨吨一般为一般为J21-J21-，J23-J23-，J25-J25-系系列列5压力机根本知识压力机根本知识2.2.闭式压力机闭式压力机a)a)床身特点是框架式结构床身特点是框架式结构b)b)工作台在前、后两个方向工作台在前、后两个方向 为自由可操作空间为自由可操作空间a)a)设备吨位一般在设备吨位一般在16020001602000吨吨一般为一般为J31J31、J45J45、J46J46、J47J47、J36J36、J39J39、系、系列列6压力机根本知识压力机根本知识压力机的分类压力机的分类(二二)从压力机滑块连接点上可分为：单点、双点、四点从压力机滑块连接点上可分为：单点、双点、四点 按压力机滑块数量动作分为：单动、双动压力机按压力机滑块数量动作分为：单动、双动压力机*闭式单点单动压力机：闭式单点单动压力机：J31-J31-系列系列 闭式单点双动压力机：闭式单点双动压力机：J45-J45-系列系列 闭式双点双动压力机：闭式双点双动压力机：J46-J46-系列系列 闭式四点双动压力机：闭式四点双动压力机：J47-J47-系列系列 闭式双点单动压力机：闭式双点单动压力机：J36-J36-系列系列 闭式四点单动压力机：闭式四点单动压力机：J39-J39-系列系列7压力机根本知识压力机根本知识单动单动双动双动8压力机根本知识压力机根本知识压力机的构造压力机的构造(一一)传动传动系统系统机身机身滑块滑块 工作台工作台机身主要包括：机身主要包括：横梁、立柱、底座、拉紧螺栓横梁、立柱、底座、拉紧螺栓主要作用：主要作用：承受全部的工艺力承受全部的工艺力传动系统主要包括：传动系统主要包括：一级轴飞轮、二级轴人字齿、一级轴飞轮、二级轴人字齿、斜齿、三级轴偏心斜齿、三级轴偏心飞轮主要作用：飞轮主要作用：储存能量和释放能量储存能量和释放能量滑块主要包括：滑块主要包括：滑块本体、装模高度调整机构、过载滑块本体、装模高度调整机构、过载保护装置。保护装置。9压力机根本知识压力机根本知识LS4-2000TLS4-2000T1 1横梁横梁 2 2侧面立柱侧面立柱 3 3工作台工作台4 4滑块滑块 5 5连杆连杆 6 6联接器联接器7 7偏心轮偏心轮 8 8平衡器平衡器 9 9摇杆摇杆1010驱动电机驱动电机 1111离合器和制动器离合器和制动器 1212移开工作台移开工作台1313气垫气垫 1414飞轮飞轮压力机的构造压力机的构造(二二)10压力机根本知识压力机根本知识JF39-1000TJF39-1000T1 1横梁横梁 2 2侧面立柱侧面立柱 3 3工作台工作台4 4滑块滑块 5 5连杆连杆 6 6联接器联接器7 7偏心轮偏心轮 8 8平衡器平衡器 9 9摇杆摇杆1010驱动电机驱动电机 1111离合器和制动离合器和制动器器 12 12移开移开工作台工作台1313气垫气垫 1414飞轮飞轮压力机的构造压力机的构造(三三)11压力机根本知识压力机根本知识压力机主要参数压力机主要参数 (一一)上死点或下死点：滑块上下运动的两个极点。上死点或下死点：滑块上下运动的两个极点。公称压力公称压力PDPD：压力机滑块距下死点前一定距离：压力机滑块距下死点前一定距离内压力机主要零件强度允许的最大压力。内压力机主要零件强度允许的最大压力。公称压力行程公称压力行程SPSP：压力机传动零件能够承受公：压力机传动零件能够承受公称压力时，滑块距离下死点的距离。称压力时，滑块距离下死点的距离。封闭高度：是指滑块在下死点时，滑块下外表到工封闭高度：是指滑块在下死点时，滑块下外表到工作台上外表的垂直距离。作台上外表的垂直距离。12压力机根本知识压力机根本知识压力机主要参数压力机主要参数 (二二)装模高度：是指滑块在下死点时，滑块下外表无装模高度：是指滑块在下死点时，滑块下外表无垫板到工作台垫板上外表的垂直距离。说明：封闭垫板到工作台垫板上外表的垂直距离。说明：封闭高度高度=装模高度装模高度+所用垫板的厚度所用垫板的厚度装模高度调整量：指设备装模高度所能调节范围。装模高度调整量：指设备装模高度所能调节范围。最大装模高度：指滑块在下死点时，将装高度调整最大装模高度：指滑块在下死点时，将装高度调整量调至最小值时即滑块调到上限位，此时的装模量调至最小值时即滑块调到上限位，此时的装模高度。高度。13压力机根本知识压力机根本知识压力机主要参数压力机主要参数 (三三)最小装模高度最小装模高度=最大装模高度最大装模高度-装模高度调整量装模高度调整量 说明：最小装模高度说明：最小装模高度+510mm+510mm 设备所允许安装模设备所允许安装模具高度范围具高度范围最大装模高度最大装模高度-510mm-510mm 滑块行程次数：指压力机滑块从上死点到下死点，滑块行程次数：指压力机滑块从上死点到下死点，又从下死点返回到上死点每分钟运行的次数。又从下死点返回到上死点每分钟运行的次数。滑块行程长度：指滑块由上死点下死点运行到滑块行程长度：指滑块由上死点下死点运行到下死点上死点的距离，其长度等于曲柄半径的两下死点上死点的距离，其长度等于曲柄半径的两倍。由上死点运行到下死点为工作行程，由下死点运倍。由上死点运行到下死点为工作行程，由下死点运行到上死点为返回行程。行到上死点为返回行程。14压力机根本知识压力机根本知识您了解了吗15冲压生产冲压生产 方式方式本局部主要介绍目前国内冲压厂生产线的组合及作业方式16冲压生产方式冲压生产方式 生产线压力机的组合主要有三种形式生产线压力机的组合主要有三种形式 各有优缺点，需根据自身情况来选择各有优缺点，需根据自身情况来选择液压式液压式冲压线冲压线)产品装配标产品装配标准准机械式机械式冲压线冲压线)产品装配标产品装配标准准混合式混合式冲压线冲压线)产品装配标产品装配标准准17冲压生产方式冲压生产方式吉利集团冲压厂现状吉利集团冲压厂现状区域机械线液压线总数零件输送方式临海123条人工路桥426条人工湘潭213条2人工，1自动宁波606条4人工，2自动上海145条济南202条自动化成都213条人工慈溪2 2条自动线兰州22条人工合计221032条25条人工，7条自动18冲压生产方式冲压生产方式第第4层层手工线手工线手工线手工线第第2 2层层第第3层层第第4层层第第1 1层层冲压厂作业方式主要有四种冲压厂作业方式主要有四种不断提升的自动化水平不断提升的自动化水平高速线高速线高速压力机高速压力机横杆式机械手横杆式机械手多工位压机多工位压机自动化线自动化线自动化线自动化线上下料手上下料手机器人机器人单臂机械手单臂机械手复合型复合型19冲压生产方式冲压生产方式一一.传统手工生产线传统手工生产线每台压机操作人员需2-4人，节拍为4spm左右。20冲压生产方式冲压生产方式手工线特点手工线特点建设初期投入相对较小建设初期投入相对较小效率比较低效率比较低产品质量稳定性不好产品质量稳定性不好平安性低平安性低AB21冲压生产方式冲压生产方式Discussion讨论讨论为什么选用自动化？为什么选用自动化？22冲压生产方式冲压生产方式 对大型车身覆对大型车身覆盖件生产而言，这些盖件生产而言，这些优点更为突出。因而，优点更为突出。因而，现今主机厂一般在大现今主机厂一般在大型冲压生产线规划初型冲压生产线规划初期，就会直接考虑采期，就会直接考虑采用自动化。用自动化。自动化线特点自动化线特点较高的生产效率较高的生产效率稳定的产品质量稳定的产品质量规模生产条件下更低规模生产条件下更低的单件生产本钱的单件生产本钱23冲压生产方式冲压生产方式二二.自动化生产线自动化生产线 从搬运形式来看，主要有四种形式：1.上料手、下料手和穿梭机 冲压完成后，下料手从模具中取料后将零件放置在穿梭机上，穿梭机移动到上料位置，上料手拾取零件放置到下一套模具中去。3套机构、3套电气装置，通过电气回路和程序连锁，构成一套自动化单元。24冲压生产方式冲压生产方式 形式相对落后，新厂根本不采形式相对落后，新厂根本不采购了购了序号序号汽车厂家汽车厂家线数线数组成组成备注备注1上海通用330个Doppin+12个穿梭机2通用东岳110个Doppin+4个穿梭机3一汽大众 224个Doppin+10个穿梭机4广州本田215个Doppin+6个穿梭机 国内应用情况采国内应用情况采购购ABBABB25冲压生产方式冲压生产方式2.机器人机械手搬运的串联式冲压线机器人搬运的串联式冲压线的特点：整线结构简化用一台机器人取代3套设备，只 用一套端拾器稳定性高，可以实现自动端拾器更换大大提高了作业的平安性。另外，机器人的运动轨迹相 当灵活，适应多种不同的工况。同时，机器人机构简单，本钱低廉，体积小，占用空间较少。26冲压生产方式冲压生产方式 1.机器人2.机械手动画生产线动画生产线 采用机器人采用机器人/机械手搬运的串联式冲压线被广泛应用机械手搬运的串联式冲压线被广泛应用3.机械手+机器人生产线27冲压生产方式冲压生产方式3.高速冲压生产线 压机之间使用多轴伺服传送机构一次性在冲压机之间搬运零件。输送系统大体上可以分为两大类：输送系统大体上可以分为两大类：一种是在压力机的纵轴线上安置多自由度一种是在压力机的纵轴线上安置多自由度搬运机械手，机械手可以沿压力机轴线纵向移动搬运机械手，机械手可以沿压力机轴线纵向移动如如SCHULERSCHULER公司的公司的CrossbarFeederCrossbarFeeder 另一种是在两台压力机的立柱前后两侧安另一种是在两台压力机的立柱前后两侧安置的平行搬运机构，通过一根横杆形式的末端拾置的平行搬运机构，通过一根横杆形式的末端拾取器搬运零件如取器搬运零件如IHIIHI公司的公司的Parallel Link Parallel Link Feeding SystemFeeding System。28冲压生产方式冲压生产方式 横杆机械手完成零件的传送横杆机械手完成零件的传送横杆机械手完成上料工作横杆机械手完成上料工作 目前国内广州丰田有目前国内广州丰田有一条日本进口的伺服压力机一条日本进口的伺服压力机线线29冲压生产方式冲压生产方式 优势：优势：成形过程灵活成形过程灵活 滑块运动可自由编程滑块运动可自由编程 能优化各种成形过程能优化各种成形过程 速度快，稳定性好速度快，稳定性好取消了飞轮、离合器和制动器，因此维护方便取消了飞轮、离合器和制动器，因此维护方便劣势：劣势：虽然开展前景大，但价格相对较高虽然开展前景大，但价格相对较高30冲压生产方式冲压生产方式4.多工位压力机 将压力机和进给凸轮、提升凸轮、提升杆、横杆、进给杆组合成一台机器。相同的工作台，等高的模具，各工序节拍一致，生产一个零件的周期缩短到4.55s，而且占地面积小，人员使用少。设备主要分为Cross BarCup Feed Transfer Press简称CCFT Press和Tri-AxisTransfer Press两种，其主要区别是：CCFT Press是2维动作，工件的吸取和松夹通过真空吸盘实现；而Tri-Axis Transfer Press是3维动作，工件的吸取和松夹通过进给杆的横向动作实现。31冲压生产方式冲压生产方式大型多工位压力机是最先进、最高效的冲压设备，是高自动化、高柔性化的典型代表；价格昂贵相当于普通串联式压机线23倍的价格，对模具的标准化程度要求高。应用实例上海群众目前拥有两台2000T全封闭快速成型多工位压机32自动化输送自动化输送工具工具本局部主要介绍六种搬运工具并做比照分析33六种搬运方式六种搬运方式自动化线的几种主要的搬运工具Standard RobotTranspressor 系统RobofeederCrossbar RobotFlex crossbar RoboBeamCrossbar34六种搬运方式六种搬运方式一一.Standard Robot.Standard Robot生产厂家：生产厂家：瑞典瑞典ABBABB德国德国KUKAKUKA意大利意大利CAMAUCAMAU日本日本FANUCFANUC德国德国SCHULERSCHULER国内应用较多国内应用较多35六种搬运方式六种搬运方式局部国内应用普通机器人的厂家局部国内应用普通机器人的厂家序号汽车厂家线数机器人型号供应商1武汉神龙7IRB 6600、7600、6600、6650ABB2广州本田1IRB 6650+RotaxABB3长城汽车5IRB 6650ABB4东风汽车1IRB 6650+5*RotaxABB5长安铃木2IRB 6660+RotaxABB6广州汽车2IRB 6660+RotaxABB7吉利汽车6IRB 6650、6660ABB8奇瑞汽车5Comau1Kuka9湖南长丰1Kuka10通用五菱1Funac36六种搬运方式六种搬运方式二二.横杆机器人横杆机器人 Crossbar Robot生产厂家：生产厂家：德国德国SCHULERSCHULER瑞士瑞士GUDELGUDEL国内整车厂暂无应用国内整车厂暂无应用37六种搬运方式六种搬运方式 Standard Robot Standard Robot与与Crossbar RobotCrossbar Robot的比照的比照 一一.Comparison Transport.Comparison Transport 传输动作的传输动作的比较比较With stationary Robot With stationary Robot The parts(resp.the dies)The parts(resp.the dies)mustmustturned around 180.turned around 180.传统座地机器人传统座地机器人传输时零件相对台面角度必须旋转传输时零件相对台面角度必须旋转180.180.With Crossbar RobotWith Crossbar RobotThe parts will be transportedThe parts will be transportedlinear.linear.横杆式机器人横杆式机器人零件传输按线性方式平行移动零件传输按线性方式平行移动38六种搬运方式六种搬运方式 Standard Robot Standard Robot与与Crossbar RobotCrossbar Robot的比照的比照 二二.Flexibility.Flexibility 灵活性比较灵活性比较Standard RobotStandard RobotReduced flexibility because Reduced flexibility because of long extension arm.of long extension arm.普通机器人普通机器人前端加装的长送料臂大大降低了前端加装的长送料臂大大降低了灵活性灵活性Crossbar RobotCrossbar RobotHighest flexibility on partHighest flexibility on parthandling in the die.handling in the die.横杆式机器人横杆式机器人具有增加转轴因此送料进模具动具有增加转轴因此送料进模具动作极为灵活作极为灵活Comparison Standard Robot/Crossbar RobotComparison Standard Robot/Crossbar Robot普通机器人和横杆式机器人的比照列表普通机器人和横杆式机器人的比照列表Robot Robot 普通机器人普通机器人Crossbar Robot Crossbar Robot 横杆式机器人横杆式机器人 Output Output 产量产量70%70%(max.9-12(max.9-12 parts/min.)parts/min.)最大每分钟最大每分钟9 91212个零件个零件100%100%(max.12-16(max.12-16 parts/min.)parts/min.)最大每分钟最大每分钟12121616个零件个零件 Flexibility Flexibility 灵活性灵活性Normal Normal 一般一般High High 高高 Vibration Vibration charactersistics charactersistics 零件传输时振动情况零件传输时振动情况Negative Negative 振动较大振动较大PositivePositive振动很小振动很小Stiffness Stiffness 稳固性稳固性LowLow较低较低HighHigh很高很高Part orientation in Part orientation in the pressthe press压机内零件方向调整压机内零件方向调整Restrictions when turning Restrictions when turning in and across flow in and across flow directiondirection方向调整受限较大方向调整受限较大High flexibilityHigh flexibility高灵活性高灵活性 Tooling size Tooling size 端拾器大端拾器大小小1 big Tooling1 big Tooling1 1套大型端拾器套大型端拾器2 small 2 small ToolingsToolings2 2套小型端拾器套小型端拾器 Press distance Press distance压机设置间距压机设置间距Approx.6.5-8mApprox.6.5-8m大约大约6.5-8m6.5-8m5-10m 5-10m Through hanging Through hanging linear axislinear axis悬挂线性系统更高的灵活性悬挂线性系统更高的灵活性 5 5-10 m 10 m 六种搬运方式六种搬运方式40六种搬运方式六种搬运方式三三.单臂机械手单臂机械手Robot feederRobot feeder生产厂家：生产厂家：德国德国STROTHMANNSTROTHMANN瑞士瑞士GUDELGUDEL41六种搬运方式六种搬运方式两种单臂机械手的差异两种单臂机械手的差异Strothmann videoGudel video您看到差您看到差异了吗异了吗国内应用情况国内应用情况序号厂家线数供应商1奇瑞汽车2Storthmann2湘潭吉利1Storthmann3通用五菱1Gudel42六种搬运方式六种搬运方式四四.Flexcrossbar.Flexcrossbar生产厂家：瑞典生产厂家：瑞典ABBABB柔性演示柔性演示20spm20spm演示演示柔性前试柔性前试43六种搬运方式六种搬运方式FlexcrossbarFlexcrossbar通过双动复合通过双动复合CrossbarCrossbar到达较高的运行速度，到达较高的运行速度，当压机间距为当压机间距为6 6 米时米时:Crossbar Crossbar 行程米行程米机器人行程米机器人行程米总行程米、总行程米、应用实例应用实例44六种搬运方式六种搬运方式五五.双臂快速送料系统双臂快速送料系统生产厂家：德国生产厂家：德国SCHULERSCHULER 日本小日本小松松 瑞典瑞典GUDELGUDEL生产线演示生产线演示应用厂家应用厂家北京现代北京现代GUDElGUDEl线线上海通用上海通用GUDELGUDEL线线起亚汽车起亚汽车GUDELGUDEL线线一汽轿车舒勒线等一汽轿车舒勒线等 45自动化生产线自动化生产线六六.KUKA Transpressor KUKA Transpressor 系统系统46自动化生产线特性比较自动化生产线特性比较项目项目机器人机器人单臂机械手单臂机械手横杆机器人横杆机器人双臂机械手双臂机械手多工位压力机多工位压力机单条线投资单条线投资约约12001200万万约约20002000万万约约30003000万万实际生产节拍实际生产节拍/spm/spm58586126121015101512251225产品适用性产品适用性多品种、小批量多品种、小批量多品种、中批量多品种、中批量多品种、大批量多品种、大批量少品种、大批量少品种、大批量生产灵活性生产灵活性高高一般一般一般一般低低传输过程稳定性传输过程稳定性不好不好一般一般高高高高对压机要对压机要求求运行模式运行模式单次单次单次单次单次、连续单次、连续连续连续压机间距压机间距6.586.5869694.574.57滑块行程滑块行程小小较大较大较大较大较大较大装模高度装模高度小小较大较大较大较大较大较大对模具的要求对模具的要求相对较低相对较低一般一般较高较高较高较高适用范围适用范围旧线改造旧线改造旧线改造、新线旧线改造、新线新线新线新线新线发展趋势发展趋势一般一般主流主流趋势趋势趋势趋势47自动化线详自动化线详解解本局部主要介绍自动化生产线前端、压力机间自动化及生产线后端自动化48自动化生产线自动化生产线 1.1.拆垛拆垛/上料上料 2.2.拆垛机器人拆垛机器人 3.3.拆垛站拆垛站 4.4.上料机器人上料机器人 5.5.移开工作台移开工作台 6.6.横杆机器人横杆机器人 7.7.端拾器自动更换装置端拾器自动更换装置 8.8.成品零件传输装置成品零件传输装置49自动化生产线自动化生产线生产线前端包含设备生产线前端包含设备两台板料小车板料对中台清洗涂油机拆垛机器人上料机器人皮带机自动化生产线自动化生产线板料小车的三种方式板料小车的三种方式平移平移固定固定侧移侧移51自动化生产线自动化生产线 对中台详解对中台详解 重力对中：完全依托板料的重力 固定 机械对中 光学对中 板料对中台可撤销：可以通过视频识别自动调整机 器人轨迹，到达板料对中的效果52自动化生产线自动化生产线重力对中重力对中1.1.结构简单结构简单2.2.几乎不需维护几乎不需维护 3.3.本钱低本钱低4.4.适用于节拍不适用于节拍不高的自动化线高的自动化线53自动化生产线自动化生产线机械对中机械对中 对中台上的前挡块，后挡块和侧拍打均由伺服电机驱动，完全可编程调整。更换模具后只需输入模具编号或零件编号，各挡块就自动到位1.1.结构复杂结构复杂2.2.需定期维护需定期维护 3.3.适用于节拍较适用于节拍较快的自动化线快的自动化线54自动化生产线自动化生产线光学对中光学对中Pallet cart 2Double blank rejectDestack FeederCentering station with conveyorPallet cart 1Crossbar RobotPick up station 同机械对中相比光学对中灵活性高大幅减少维护本钱甚至制造本钱更低55自动化生产线自动化生产线清洗涂油机详解清洗涂油机详解 清洗涂油机撤销：可以通过离线清洗涂油设备，达到同样的效果。固定不动：每张零件板料均清洗涂油可移动：移出后，输送带延伸至对中台优点：1.去除板料外表的杂物，提高零件的外表质量；2.延长模具寿命，防止拉伤等。缺点：1.使自动化线更加繁琐，影响自动化线的节拍；2.专机专用，多线那么增加投资。选择自动化生产线自动化生产线清洗涂油机的两种形式清洗涂油机的两种形式不具备清洗涂油机可移动的清洗涂油机57自动化生产线自动化生产线二二.生产线后端自动化生产线后端自动化 由机器人由机器人1 1台或台或2 2台、传送带及码垛系台、传送带及码垛系统组成统组成成品零件自动码垛系统 快速并且可靠，可确保最优的零件质量。这套系统通过机器人或悬挂安装的拾料手来完成，如果需要可通过中转站来精确完成柔性堆料。一种特殊的吸盘技术被用来保护外覆盖件格外敏感的外表。码垛方式主要有两种：1.从出料端的皮带上人工搬运零件出料 2.运用全自动的零件码垛系统58自动化生产线自动化生产线线线尾尾部部分分线尾两台机器人线尾两台机器人线尾一台机器人线尾一台机器人机器人自动化堆垛机器人自动化堆垛堆垛完成的侧围外板堆垛完成的侧围外板自动化生产线自动化生产线三三.线中局部线中局部 通过一个机器人完成模具间板料的搬通过一个机器人完成模具间板料的搬运工作。运工作。60 快乐人生快乐人生 吉利相伴吉利相伴 谢谢谢谢!