冲压专业低成本自动化应用研究

2024-05-13连杰张旭韩伟奇胡绍翔一汽大众汽车有限公司天津分公司

锻造与冲压 2024年8期

文／连杰，张旭，韩伟奇，胡绍翔·一汽-大众汽车有限公司天津分公司

低成本自动化

低成本自动化也称简自动化，主要在日系企业中应用和推广，通过研究大量案例可以尝试从四个方面进行定义：⑴以低成本理念消除或减少各种浪费。⑵运用杠杆、连杆、斜面、滑轮等八大基本机构组合成各种运动机构单元。⑶将运动机构单元与运动副以特定的方式组合，利用动力产生一个确定可预期的运动。⑷以机架为支撑与其他运动机构单元结合而形成的构件系统。

低成本自动化的特点

⑴装置简单、安全可靠(构造简单，故障少)。

⑵成本低，投资少(有金钱的限制能激发出好的点子)。

⑶柔性强(拆装容易，更改快)。

⑷易维护(结构简单，普通员工都可以维护)。

⑸节能环保(优先考虑无动力，能耗低，材料循环再利用)。

⑹开发周期短(由内部员工容易地制作，快速响应)。

⑺员工参与度高(一线员工就可以制作，实现自我价值)。

冲压车间低成本自动化开发

冲压车间在日系原有的低成本自动化理念上做了拓展和延伸，可称为“广义的低成本自动化”，一方面坚持了传统低成本自动化的特点，另一方面增加了两个新的方向：将原有设备上自动化程度低的环节进行自主设计和改造，实现全自动或半自动。在动力源方面，除了应用斜面、杠杆、重力等原生动力源，还引入了电动和气动，以获得精度更高的持续运动。

冲压车间研究低成本自动化的意义

从低成本自动化机构的功能上看，能够改善人机工程，提升员工满意度，甚至完全代替人进行工作，从长远来看，低成本自动化能够为智能制造铺垫机械基础，搭建基本框架，加持一定的技术，例如智能传感、智能测量等，即可以实现由自动化向智能化的升级。

冲压车间低成本自动化的应用场景

低成本自动化的应用极其广泛，只要有人的地方就有机会应用，通过对现场应用场景的调研，第一期主要有几个方面的应用：

⑴冲压件装箱。当前采用人工摆件的方式，动作重复性高、规律性强，存在用机构替代的可能性，主要的难点在于根据不同造型的零件设计适用的机构和动作以及保障质量。装箱机构的形式会影响动作节拍，进而影响效率。

⑵余料回收。部分零件冲裁下的整片余料需要单独回收，以产生更大的经济效益，余料和冲压件一起从皮带机传送至线尾，与冲压件不同，余料的回收不关注磕碰等质量风险，并且形状简单，不用定位，因此完全可以使用低成本自动化代替人工作业。

⑶大面积油坑造成冲压件返修。针对油坑，传统的修复方式为打磨，需要消耗大量打磨片，投入大量工时，同时打磨现场产生大量粉尘和极高噪声，人机工程环境极差，可以通过低成本自动化将有坑的部位反向冲压，避免打磨。

⑷开卷线校直盒更换。开卷线每周至少需要更换一次校直盒，整个工作过程需要2 ～3 人参与，连续作业40min 以上，并且需要占用天车资源。投入资源多，工作量大，可以通过设计专用的更换工装，能够实现自动更换，省人省力。

冲压车间低成本自动化的实践案例

冲压件自动装箱

针对冲压件自动装箱，冲压车间结合行业已有案例，进行了比较深入的探索。第一期将适合实现低成本自动化的冲压件根据其与器具的结构特点划分为三类：第一类为大型双人摆件的零件，具有自重大，质量敏感，定位精度高的特点，如侧围、发罩；第二类为“悬挂式”零件，依靠孔洞挂在器具内，例如门内板、后盖内板、窗框等；第三类为小型结构件，例如后轮罩。

针对前两类零件，开发了两种类型的低成本自动化：

⑴完全依靠重力和惯性的传统低成本自动化，主要应用于后盖内板，利用皮带机和零件惯性将零件传送至机构的翻转力矩变化点，实现翻转动作，将零件送入器具，再利用机构自重回程，如图1 所示。