鈑金加工自動化在電梯行業中的應用

鈑金加工自動化在電梯行業中的應用
鈑金工藝根本由剪切、沖壓、折彎、成形和銜接等工藝組成，普通來說以上工藝根本經過如下設備完成：剪板機、沖床、激光切割機、等離子切割機、水射流切割機、折彎機、焊機，以及各種輔助設備如：開卷機、校平機、去毛刺機、拉鉚槍等。

隨著制造業的快速開展，作為制造業根底行業之一的鈑金加工行業也獲得了絕后開展。鈑金加工范疇也在潛移默化的變化之中，主要表現在以下兩個方面：

⑴傳統的鈑金加工是設備獨立成為個體對工藝停止完成，更多的是勞動密集型作業，對操作者的依賴渡過高，難以對付不時增長的訂單需求。

⑵隨著人們的生死水平不時進步，對產品外形更多的追求個性化，產品市場壽命縮短，更新換代加速，最終招致小批量消費的比重明顯增加。

目前我國鈑金加工企業，多以數控剪板機、數控沖床、數控折彎機等設備作為鈑金消費的主要設備，而我國對以上設備的開發還是更多的自創國外的經歷，關于鈑金柔性制造技術的研討幾近空白。但是在歐洲，20世紀70年代涌現了一批基于沖剪復合加工技術和快速換模的多邊折彎技術的設備，從而使鈑金的加工過程真正意義上完成柔性加工。

面對以上窘境，各鈑金加工企業也積極應對，快速響應。以下案例只是對電梯制造自動化改造的初步探究，望以下論述對鈑金從業者有一定的自創作用。

廳門自動消費線
電梯廳門板制造主要以鈑金加工為主。早期的廳門板消費時應用數控剪板機、數控沖床、數控折彎機等通用鈑金加工設備，人工單元化作業。要完成整個產品的加工，只能在對應的設備上完成不同的加工工序，加工流程節拍不一，在制品庫存多，且每道工序的上料、加工、下料過程都是人工搬運，勞動強度大，消費效率低。廳門專機線的設計思緒是按加工次第將設備互相銜接起來組成消費線，消弭人工搬運、在制品庫存等，完成電梯廳門板的自動化加工，消費線晉級前后消費形式比照如圖1所示。

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圖1 消費線晉級前后消費形式比照

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圖2 電梯廳門板專機消費線

電梯廳門板專機消費線
電梯廳門板專機消費線（圖2）的功用是：完成電梯門板從板材（定尺板）自動上料，自動保送至沖床工位，沖床依據來料尺寸規風格用相應的沖床程序，調整各沖模的相應位置，一次沖壓成形，沖完后的板材流轉至折彎工位，先由兩臺折彎機分別完成兩條長邊的折彎，折彎過程自動跟隨托料，長邊折彎完經過檢測工位檢測合格后，保送到短邊折彎工位，由兩臺折彎機完成，不同寬度自動匹配不同的折彎模具，然后由自動鉚接單元完成門板四角的無鉚銜接，再經過自動拉鉚工位完成拉鉚螺母裝置，最后機器人自動碼垛。這樣一套專機消費線，可無人化的高效應對多種類、大批量的消費。由于整個加工過程中，板材全程處于毛刷臺面之上，取消了人工搬運過程，所以不會產生外表劃傷或留下指紋油脂，進步了產質量量。圖3為電梯廳門板加工工藝流程。

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圖3 電梯廳門板加工工藝流程

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圖4 板資料庫及上料安裝

消費線技術開發有以下幾個方面
⑴板資料庫及上料安裝。

該設備的功用將板料保送到定位平臺上對中校正，并由保送線將板料送入沖切機，如圖4所示。堆料小車共4套，在垂直于線體方向上由電機驅動進出上料系統框架。設置雙料別離機構及智能雙料檢測安裝，避免料片重張損壞設備模具，吸盤架采用真空吸盤汲取板料，吸盤按兩兩分組，每組吸盤可單獨關閉，便于不同長度板料的消費。設置長寬尺寸檢測，確保沖切程序和資料的分歧性，防止報廢。

⑵自動沖壓模塊。

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圖5 自動沖壓模塊

將上料機定位完成后的料，由皮帶機保送到沖切機完成產品的沖孔、壓形。主要由C形模架、四柱壓力機、廢料搜集安裝、過渡平臺、底座等局部組成，如圖5所示。在長度和寬度方向上，模架可伺服調整。模具的動作依據產品型號自動選擇，不需求人工手動調整或者翻開、關閉閥門，避免人工操作呈現錯誤。

⑶自動折彎系統。

自動折彎系統包括長邊折彎和短邊折彎。長邊折彎單元主線體由頂升皮帶、牛眼保送平臺構成，含有兩臺折彎機，每臺折彎機擔任各自單邊，如圖6所示。定位機構和夾緊機構由伺服電機、滑軌、夾緊氣缸、推緊氣缸等共同構成，用于折彎過程中門板的定位。隨動托料安裝由伺服控制，跟隨折彎門板。短邊折彎單元的板料保送采用夾持式伺服保送系統完成，伺服定位機構由電缸構成，此機構固定在隨動機構上，在折彎過程中，伺服定位機構隨著隨動機構挪動，一直堅持工件被定位。寬度定位機構用于堅持工件與折彎模具的相對位置，如圖7所示。

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圖6 長邊折彎系統

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圖7 短邊折彎系統

⑷四角無鉚銜接模塊。

四角無鉚銜接模塊由鉚壓設備、伺服系統和保送設備等組成。采用四個無芯鉚壓機構，鉚壓機構由鉚壓槍及氣缸共同構成，鉚壓機構固定在伺服系統上，如圖8所示。伺服系統1功用：調整兩鉚壓槍間距及門板寬度定位作用；伺服系統2功用：調整后端鉚壓機構的位置，以滿足不同長度工件的消費。

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圖8 四角無鉚銜接模塊

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圖9 自動拉鉚螺母安裝

⑸自動拉鉚螺母安裝。

拉鉚螺母經過振動盤理料，再經過定位機構定位，以便拉鉚槍取料，拉鉚槍裝置在伺服挪動機構上。由視覺系統準確測定拉鉚孔的相對位置，并由伺服挪動機構帶動拉鉚槍挪動至拉鉚孔上方，使螺母順利進入拉鉚孔，如圖9所示。拉鉚螺母裝置的質量由另一套視覺系統監控，確保產品的合格率。

⑹機器人碼垛系統。

該機用于產品的機器人下料，由6軸機器人、工裝車、托料平臺、底座等組成，如圖10所示。

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圖10 機器人碼垛系統

鈑金沖、折通用消費線
鈑金沖、折通用消費線主要配置包含數控轉塔沖床、板資料庫系統、自動上下料安裝、保送安裝、數控折彎機和機器人折彎系統等，如圖11所示。它的功用是完成原資料料庫管理，具備多種出入庫方式（依據消費線需求選擇：單入單出、整入單出、整入整出）、資料庫存管理、自動最優層棧選擇等。經過吸盤式上料安裝，吸起單張資料對其停止單張別離之后搬送到數控沖床工作臺上并施行定位。單張檢測安裝對上料安裝汲取的資料厚度停止直接丈量，確認汲取的板材能否是單張。數控沖床加工終了后，夾鉗抓取加工完了的工件自動搬送到挪動毛刷工作臺，上下料安裝獨立設備，使設備停機時間降到最低，進步消費效率。

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圖11 鈑金沖、折通用消費線

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圖12 沖、折全自動運轉形式

豐厚多彩的運轉形式（沖床全自動運轉—單向/同側上下料、半自動運轉、沖折聯機全自動運轉），沖、折銜接消費時沖孔完了的板材經過保送安裝送至折彎區域，由機器人完成自動折彎及碼垛。鑒于沖孔、折彎的節拍存在差別，沖孔完了的板料亦可貯存至料庫，待折彎閑暇時再行消費?？刂葡到y具備加工方案編輯功用，編輯消費任務可完成無人化消費。電梯零部件中的托架組件、上/下梁組件以及轎底平臺等均可運用該自動化消費技術。

以下為沖、折通用線幾種工作形式引見：

沖、折全自動運轉形式

定尺板在沖床上加工完之后，自動搬送至折彎機器人定位上料處停止自動折彎，再由機械臂自動搬送至下一焊接用傳送帶或自動碼垛至下料區的廢品臺車上，如圖12所示。

沖床全自動單元運轉形式

可制定加工方案24小時無人自動運轉，廢品能夠入庫，適用套料或定尺板加工，如圖13所示。

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圖13 沖床全自動單元運轉形式

沖床單體手動運轉形式

手動上下料適用于加急、少量板材加工或料庫毛病時，如圖14所示。

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圖14 沖床單體手動運轉形式

完畢語
隨著市場的開展和產品更新換代，產品制造對柔性的需求會越來越大，鈑金件作為消費品中主要的零件，其對柔性制造技術的依賴會日漸增加。2017年7月國內首臺國產多邊折彎機在揚州市的亞威股份亮相，突破了國外產品的壟斷。隨著“中國制造2025”的開展，高檔數控機床會在更多的國內企業涌現出來。

本文由重慶鈑金加工采集