哪種自動化沖壓生產方式適合你？

文/楊柳

自動化沖壓生產線主要有：級進模沖壓、多工位沖壓、串聯沖壓，因其各自所具備的特點，被應用于生產不同的汽車鈑金制件，以其各自獨有的優勢，在汽車自動化、高效生產系統中發揮著巨大作用。對此3 條沖壓自動化生產線各自特點進行對比及分析，依據其特點，對生產線的選擇方式進行說明。方便各企業結合自身制件特點，在自動生產線的選擇方面作以參考。

沖壓行業蓬勃發展，為適應不斷增長的產量，各種自動化生產線應運而生，并隨著產品的特征需求，被賦予不同的生產方式。常見的沖壓自動化生產線分類：級進模沖壓、多工位沖壓、串聯沖壓。

沖壓自動化生產線的選擇因素

一般綜合考慮以下因素來選擇沖壓生產線的種類。

（1）產品材質：包括材料種類、成形性能、硬度等，來衡量選用卷材或者料片成形。

（2）材料厚度：協同材質一同考慮來選擇沖壓機床噸位，以及送料機構的配套形式。

（3）月供需量：評估產能，確定生產節拍，權衡選擇自動線種類。

（4）沖壓產品體積及造型難易程度：通過造型復雜度及產品質量要求標準，綜合考慮模具設計方式及對應沖壓自動化生產方式。

常見沖壓自動化生產線種類

級進模沖壓生產線

（1）概述：級進模沖壓自動化生產線即使用級進模沖壓的生產線，一般由開卷送料機、沖壓機、級進模、自動下料線組成。實現從卷料開卷、料帶較平、料帶涂油、沖壓成件、下線收集成品件的自動過程。

其中重要的部分：級進模，由多個工位組成，多則可達20 多個工位，各工位按順序依次關聯，完成不同的加工內容，一般依次為沖孔、修邊、翻邊、整形、落料工序等。在沖壓機的一次行程中完成一系列的不同的加工內容。一次行程完成以后，由送料機按照一個固定的步距將料帶向下料方向移動，這樣在一個沖壓機往復沖次中就可以同時完成多個工序加工，如圖1 所示。

（2）特點：級進模沖壓自動化生產線生產節拍較高，一般可達30次/min 以上。

a. 生產效率高。級進模是多任務工序沖模，在一副模具內，可以包括沖裁、彎曲成形以及拉伸等多種工序，具有很高的生產率。級進模排樣工序，如圖2所示。

b.易于自動化。從上料、送料、加工、下件均可實現自動化操作，從而減少了人工成本，也提高了生產效率，同時防止了因人工操作的不一致性而帶來的異常。

c.可以采用高速沖床生產。依據產品狀態，可考慮使用高速沖床，以達到更高的生產效率。

d.操作安全。級進壓機設備均有安全門，使工作于提高材料利用率。使工作區域與人員操作區域隔離，形成一個相對封閉的工作區域，為高速生產提供了安全保障。傳統串聯生產線，可實現較高的生產效率。

e.節省生產廠房面積。一臺機床即組成了一個生產線的加工部分，即可完成一個產品的生產， 占地面積小，同時也簡化了底料及半成品的運輸態檢測，安全性較高。

f.材料利用率不高。由于保證料帶的連續性及各 要求，為保證送料的穩定，一般要保證各工序狀態工序內容的均勻分配，有時會犧牲掉一部分的材料，從而無法實現較高的材料利用率。

多工位沖壓自動化生產線

（1）概述：一臺大噸位壓機工作臺上放置多個（一般為4~5 副模具）獨立工位模具的生產線，利用拆垛手或開卷送料機上料，利用自動送料桿進行工序件傳遞，利用自動傳送皮帶收集下線產品，如圖3所示。

（2）特點

a.底料可以是卷料，也可以是料片，靈活性大，利于提高材料利用率。

b.使用自動桿送料，沖次低于級進模生產線，高于傳統串聯生產線，可實現較高的生產效率。

c.可添加上下料感應器、雙料檢測、夾手感應器、模內感應器等，對料片及生產中的制件進行位置及狀態檢測，安全性較高。

d.對各工位模具送料高度及沖壓方向有較高要求，為保證送料的穩定，一般要保證各工序狀態工序一致。

串聯沖壓自動化生產線

（1）概述：由多個壓機依次排列，串聯成一個自動化生產線。每臺壓機工作臺上放置一副模具（即生產工藝的一道工序），由自動機械手臂或機器人完成上料、工序件的傳遞及下料裝箱工作，如圖 4所示。

（2）特點

a.適用范圍廣，可以應用到各種沖壓件的生產，對沖壓件大小、形狀、板厚沒有較高要求，可應用于大型覆蓋件的生產，靈活性能大。

b.生產效率較低，由于使用機械手臂送料，節拍沖次無法較高，與級進生產線、多工位生產線相比，生產效率較低。

c.利于模具維修調試，由于各模具所屬各壓機，裝夾獨立，工作參數獨立，各模具工序維修調試可獨立進行，互不影響。

d.占用生產廠房面積大，一條傳統串聯生產線一般包括4~5臺壓機，占地面積大。

沖壓自動化生產線的選擇及應用

級進模沖壓自動化生產線：針對其各工序分布于一條整體料帶上的工藝特點及可達到的較高工藝沖次，可以應用于車身上小型零件的生產，并且可以滿足很高的供給量。

多工位沖壓自動化生產線：可應用在中型零件的快速生產，不易變形的梁類件，左右共模形狀較復雜的對稱件，以其自動桿上的夾手能夾持的產品均可應用于該自動線的生產。

串聯沖壓自動化生產線：因其各工序獨立分布于各個壓機，該生產線柔性最高，適用于生產工藝復雜的大型覆蓋件，利于單個工序的調試及獨立生產，方便對產品進行高要求的質量控制。

3條生產線特點對比如表1所示

各沖壓自動化生產線的選擇可依據兩個趨勢方向：高產量和高柔性。數量需求大的制件，可以選擇高效率、高產量的自動化生產線。若制件比較復雜，對生產工藝要求較高，可以選用柔性高的生產線。簡單圖示說明如圖5所示。

沖壓自動化生產線憑借著各自的特點，被應用于各大汽車廠，為汽車行業的發展及汽車產量的迅猛增長提供著有力保障。對沖壓自動化生產線的分析與了解，方便了沖壓件生產方式的選擇，充分利用各自自動線的優勢，為汽車領域服務。

沖壓自動化常見3種方式

連續（級進、順送） Progressive

多工位 Transfer

串聯（多機連線） Tandem

國外一般簡寫為：Ｐ.Ｒ.Ｇ /Ｔ.Ｒ.Ｆ/Ｔ.Ｄ.Ｍ

選用哪一種沖壓自動化生產方式一般從以下幾個因素綜合考慮：

材質　（材料硬度及是否需要用到卷材）

材料厚度　（沖床規格以及對整平送料機的配套考慮）

月生產數量（數量大的可用連續模、一般或較少的可選用多工位或串聯方式）

沖壓產品形狀難易度（根據產品設計模具選擇對應沖壓自動化方式）

其大體的應用差異如下表

連續模自動化方式（Progressive ）

連續模，指的是壓力機在一次沖壓行程中，采用帶狀沖壓原材料，在一副模具上用幾個不同的工位同時完成多道沖壓工序的冷沖壓沖模，模具每沖壓完成一次，料帶定距移動一次，至產品完成。

多工位自動化方式（Transfer）

多工位沖壓方式就是把多道工序的模具安排在一臺沖床上，利用沖床滑塊的一次往復，使分別安裝在機床上落料、沖孔、彎曲、拉伸、切邊等多副模具同時動作，并且在一個往返周期中，由機械手將工件從上一個工位傳送至下一個工位，從而得到一個完整制件的一種沖壓工藝方式。可分為二次元及三次元機械手搬運方式。

串聯自動化方式（Tandem）

由多臺沖床串聯排開構成1整條沖壓生產線，每臺沖床的模具對應獨立的成型工序，沖床之間的上下料由機器人來完成的一種沖壓自動化方式。主要適應于產量要求較小，加工工序不多且相對獨立，彈性生產能力較強的產品線。