展望世界冲压技术应用

刘向荣（陕西重型汽车有限公司车身厂，陕西 西安 710200）



展望世界冲压技术应用

刘向荣
（陕西重型汽车有限公司车身厂，陕西 西安 710200）

文章针对当今冲压设备发展趋势进行分析，介绍各种新技术的应用带来的巨大技术革命，进一步让读者体会到切实发生在身边的技术革新对工业装备数控化、自动化、柔性化的推动。

安全；PLC；全自动化生产线；FS（failsafe安全失效）；SPM

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.08.074

CLC NO.: U463Document Code: AArticle ID: 1671-7988(2016)08-223-02

1、当今锻压行业发展背景

21世纪的制造业，正从以机器为特征的传统技术时代，向着以信息为特征的技术时代迈进，即用信息技术改造和提升传统产业。经济全球化和世界市场一体化加速发展，不断加剧了制造商之间的竞争，提出了快速反应市场的要求，与之相适应，制造业对柔性自动化技术及装备的要求更加迫切而强烈。同时，微电子技术和信息通信技术的快速发展，为柔性自动化提供了重要的技术支撑，工业装备的数控化、自动化、柔性化呈现蓬勃发展的态势。

世界锻压工业的柔性自动化发展不断加快。冲压设备广泛应用于汽车、航空、电子、家电等工业领域，其中，作为衡量一个国家工业水平的标志之一的汽车工业，被当今世界主要工业发达国家和新兴工业国家列为国民经济支柱产业，其发展主导了锻压技术及装备的发展，锻压技术的发展和进步基本围绕汽车工业的发展而进行。激烈的市场竞争促使汽车更新换代的速度明显加快，产品的市场寿命周期进一步缩短；与此同时，汽车变型品种日益增多，现代汽车工业生产日益呈现生产规模化、车型个性化，车型批量小、车型变化快、多车型共线生产、车身覆盖件大型化一体化的特征。传统的加工单一品种的刚性生产线显然已不适应这种特征和市场形势发展的要求，其升级换代产品具有高柔性和高效率的自动化锻压设备，成为世界冲压技术及装备发展的主要潮流。

2、安全特性

在现代冲压设备上更加体现安全特性，高性能安全PLC的应用使得冲压这种高危行业安全系数成倍提升。通过安全总线及安全模块的信号检测，提高了输入信号、输出信号的安全等级。不但能检测到本身机床由于误操作引起的短路停电，信号故障，还能检测到周围机床设备误操作引起的短路停电，电网电压原因引起的控制电压不稳及信号故障，CPU从而停止运行，切断整个设备的控制信号。通过软件功能包，实现紧急停止开关、安全门开关、双手操作开关等功能，减少了整个程序编制量，提高了安全等级。各PLC生产厂家生产的安全PLC，因其制作工艺方法不同，所用元器件有其独立性和特殊性，每个厂家都有自己的统一规定和标准，相互之间不可能达到完全一致，只能在国际认证制定安全标准框架下，开发研制及制作出自己的安全PLC，无论怎样变，但就其原理基本上是一样的：可编程安全系统的安全区域通过多个不同cpu处理安全功能部分应用程序。Cpu通过多个通道采集一个输入信号，如果所有通道都为一个结果，才能控制输出模块运行。Cpu通过常规自检，结构检查，逻辑顺序流程检查来检测PLC的相关操作，如果在系统中发现了故障，整个系统进入安全状态，关闭所有输出端。利用信号测试T1、T2（test测试点），不断检查输入点的信号，利用信号偏差e△x分析T1、T2测试点，来提高硬件的安全等级。软件程序分为FS（failsafe安全失效）安全功能部分和ST（standard）标准功能部分。安全PLC比较：

德国Siemens公司早期推出S7-300型安全PLC，此系列PLC，只是对硬件提出安全标准，软件也是基于STEP75.0版本，分站总线执行的一般是profibus总线标准，执行的还是标准程序，对软件编程没有提出特殊要求。最近 siemens公司推出了大容量，功能强大的S7-400F和S7-400F/H型PLC处理器，不但对硬件提出了更高的安全标准，对软件编程也提出了安全标准，软件程序分为FS（failsafe安全失效）安全功能部分和ST（standard）标准功能部分，软件基于STEP75.2以上版本，分站总线执行的一般是profibus总线标准。适合于大容量，大规模的多设备联线应用。

美国 Allen-Bradley公司最近推出了 Guardlogix型安全PLC，此系列PLC对硬件和软件都提出了安全标准。它的硬件安全标准在于除了一个主CPU外，还有一个partner(伙伴)处理器，两者之间共同运行，共同检测，提高了安全等级。软件程序分为FS（failsafe安全失效）安全功能部分和ST（standard）标准功能部分，软件基于RSlogix5000更高版本，分站总线执行的一般是devicenet总线标准。适合于大容量，大规模的多设备联线应用。

德国Pilz公司是最早致力于安全继电器、安全PLC及安全标准的研究和开发，它最近推出了PSS3000系列安全PLC。它不但对硬件和软件都提出了安全标准，对总线也都提出了Safetybus安全总线标准。软件程序严格分开执行FS（failsafe安全失效）安全功能部分和ST（standard）标准功能部分。软件基于PSS win-pro 1.4.1以上版本，适合于小容量，规模小的，程序运算量不多的设备。

3、自动化大生产

全自动化生产线的应用极大的解除了劳动者的体力付出，同时将生产效率提高到SPM16（行程次数）甚至更高，使得压力机真正意义上成为“印钞机”。同时各大自动化线配套生产厂商与压机生产厂商强强联手，为用户提供各类适用于现场工况的技术方案，从拆垛机的自动板料分离，到送料装置高品质成线机械手、带6个可编程轴的机器人和单双臂移载机的应用，可生产多种尺寸、最大200KG的板料，适用于单台压力机和串联成线压力机，同时可以与拆垛机或者卷料设备组合，形成柔性化极高的生产线。

4、与时俱进的硬件提升

随着中国建设步伐的与时俱进，在十七大科学发展观的指引下，面向未来大型智能化、数字化汽车厂的新生产线新设备正逐渐走向自动化、柔性化的新标准新要求，从现场总线的深入应用到大规模PLC控制站点的并行通讯，从加工人操作的简便性到加工工艺参数的实时反映，从远程监控到全自动化连线生产，从生产的节拍合理性到资源的合理控制性，都无不反映出了当今时代科技发展的迅速和合理性。同时吨位监视系统、机械手、DAAD模块、旋转编码器、液压离合制动器、液压安全阀、压机专用电子凸轮、集成控制系统和成套电气控制柜等新技术硬件的应用，保证了产品的高精度、高稳定性、高可靠性。

5、结论

由上文可知，现代的冲压设备在赋予了安全性能高的、满足自动化大生产要求的各类装备之后，如机器人、安全PLC、精细传感器以及自动柔性搬运系统等。具有了很高的效率和产品质量稳定性，同时兼具柔性和可靠性较高、结构简单和便於维护的优点，可以满足不同种类产品的生产。对于重型汽车生产厂家来说，可以很快进行产品结构的调整和扩大产能，同时大大降低了产业工人的劳动强度，具有广泛的应用远景。

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Application of world stamping technology

Liu Xiangrong
(Shaanxi Heavy-duty Motor Company Limited body factory,Shaanxi Xi'an 710200)

This paper of today's stamping equipment development trend analysis,application of various new technologies have great technological revolution,further makes readers realize really happened in around technology innovation of industrial equipment of numerical control,automation,flexibility in promoting.

Safe PLC; Fully Automated Production line; FS (failsafe security failure) ; SPM

U466识码：A

1671-7988（2016）08-223-02

刘向荣（1982-），男，工程师，就职于陕西重型汽车有限公司，从事设备管理、维护、改造等工作。