自动化打造优质冲压线

190435279

早在20世纪中期就进入巴西的德国大众是该国四大传统汽车巨头之一（另外3个是美国的福特、通用以及意大利的菲亚特）。20年前，随着市场扩张与现代化浪潮席卷巴西，来自欧、亚两洲的其他汽车企业也相继进驻巴西市场。
) m& g  a. h4 X  ~+ L* R+ O. w　　大众在圣保罗郊外安谢塔建有一间规模庞大的工厂。不久前，该厂引入了最先进的自动化系统，对其落伍的生产线进行了一次成功的升级改造。该厂于2007年12月完成了一项技术革新：向金属加工车间的一条6压机生产线引入ABB公司的IRB 6650S 7轴机器人。这条冲压线之前为热销的Kombi多功能轿厢车和迷你巴士加工前面板。该厂每天生产100台Kombi，这条采用人工进料的冲压线日产量可轻松达到170件，产能的富裕使其每周有近一半时间处于关机停产状态。
　　随着其他车型产量的不断上升，原来的生产效率已难以为继。2008年4月，大众决定推出一款暂名23X NF的紧凑车。此时，Kombi冲压线的提速已经迫在眉睫。
　　摆在工程师眼前的紧急任务是实施过程自动化。项目实施结果说明了一切，同一条冲压线改造前日产量为170件，改造后猛增到3880件，产品涵盖8个不同车型。原先的30名员工仍旧保持不变，但生产班制已从每周3～4天、每天一班调整为每周7天、每天3班。冲压自动化的模拟图如图所示。
- s5 J' f! h; I; q/ ?
冲压自动化的模拟图
　　下面介绍一下这条冲压线的生产流程。首先，扁钢板由货盘输送到首台机器人旁边。机器人每次拾起1～2张钢板（取决于加工尺寸），送上由传送窄带构成的上料台。若复杂冲压工艺有要求，钢板还需经过涂油机上油。随后，第二台机器人拾起钢板，不过在此之前，视觉系统已将钢板的精确位置传送到第二台机器人，使其提早做好微调，以便在正确的位置拾起钢板并投入首台压机。这套视觉系统由德国Schleifstein公司制造、ABB公司提供。
+ s$ O* L$ z' G: U9 r　　经首台压机（1800t）冲压后，钢板大致成型，此时第一个工艺难点出现。因冲压方向为自上而下，经压制的工件呈下凹结构，而后续的冲孔等精细加工工序却要从侧面施压，因此工件从一台压机到另一台压机，必须经过“翻转”。
　　用一台机器人翻转钢板会涉及到较复杂的动作，需要连续多次变向，其中包括垂直轴方向上一个完整的180o圆弧运动。在早期自动化阶段，单机器人承担这项任务绰绰有余，但随着生产压力的增大，单机器人操作因耗时太长而难以满足要求。ABB公司的解决方案是提供双机器人翻转系统——在一台机器人将钢板交给另一台机器人的过程中完成翻转，操作位置低、速度快。当第二台机器人将钢板送入下一台压机时，第一台机器人已返回首台压机拾取下一张钢板了。事实上这就是一个节省周期时间的问题，仅翻转系统一项就缩短了3～4s的周期时间。3～4s在外行人眼里也许不值一提，但对于一条每分钟产量超过2件、目标达到3件的生产线而言，已是一次重大的提速。
* C% q# z4 T! }7 s5 h( l　　后续的压机之间只需配备一台机器人，不过每台机器人都融合了另一项创新技术——“第7轴”，即设在机器人主臂端部的延伸轴。正如翻转系统，第7轴也能加快压机间的输送速度，另外第7轴还能使载荷分布更均匀，解决了棘手的振动问题。
) Q3 {+ D. ~5 r* Z; H* h; K- f! w　　大众安谢塔厂拥有两条冲压线，该厂希望在不久的将来实施另一条线的自动化改造。
% C+ C( g  R  @" l/ l. ^新建的ABB机器人冲压线
, N0 ]+ }% |+ @# B4 n项目实施时间：2007年8～12月；
产能：从日产170件骤增至3880件；
! \- V- c- x% N) c5 L$ X! Z$ d/ m生产节拍：Saveiro右侧面板的每分钟平均产量最高达2.8件，以前仅为1.5件；
生产零件：Saveiro左、右侧面板，Polo Hatch左、右侧面板，Polo Sedan、Polo Hatch的车顶，Polo、Fox和23X NF的发动机支架。
文章关键词：