多工位冲床自动化是一种先进的冲压加工技术,它是在一台冲床上设置多个工位,通过自动化控制系统,使原材料(通常是金属板材)在各个工位依次进行不同的冲压工序,完成复杂零件的加工。以下详细介绍:
冲床主机:
机身结构:机身是冲床的基础部件,一般采用高强度铸铁或钢板焊接结构。其刚性和稳定性对于保证冲压精度至关重要。例如,采用 C 型或龙门式机身结构,C 型机身结构简单、紧凑,适用于小型冲床;龙门式机身则具有更好的刚性和抗变形能力,适合大型、高精度的多工位冲床。
动力系统:动力系统为冲床滑块的往复运动提供动力。常见的有机械传动(如曲柄连杆机构)和液压传动两种方式。机械传动的冲床速度快、效率高,适用于高速冲压生产;液压冲床则能够提供较大的压力,并且可以在行程的任意位置提供稳定的压力,适合深拉伸等需要大吨位压力的冲压工序。
滑块和工作台:滑块是安装上模的部件,工作台则用于安装下模。滑块和工作台的平面度、平行度以及它们之间的导向精度直接影响冲压件的质量。一般通过高精度的导轨(如滚珠导轨、线性导轨)来确保滑块的运动精度。
多工位模具:
模具结构设计:多工位模具的设计是实现自动化冲压的关键。模具通常包括多个工位,每个工位的模具由凸模、凹模、卸料装置等部分组成。例如,在一个汽车零件的多工位模具中,di一个工位可能是冲孔模具,用于在板材上冲出安装孔;第二个工位是落料模具,将零件的外形从板材上分离出来;后续的工位可能是弯曲和拉伸模具,用于形成零件的最终形状。模具的设计要考虑各工位之间的顺序、间距以及相互配合,以确保零件在各个工位之间的顺畅传递和精确加工。
模具材料选择:模具材料需要具备高硬度、高强度、高耐磨性和良好的韧性。常用的模具材料有 Cr12MoV、SKD11 等。这些材料经过热处理后,硬度可以达到 HRC58 - 62 左右,能够承受频繁的冲压动作和高压力,保证模具的使用寿命。
自动送料装置:
送料方式:自动送料装置的主要功能是将原材料按照设定的步距和速度准确地输送到冲床的模具工位。常见的送料方式有辊式送料、夹钳式送料和气动式送料等。辊式送料装置通过一对或多对辊子的旋转来输送板材,送料精度较高,适用于较厚的板材;夹钳式送料则是利用夹钳夹住板材并向前推送,能够适应不同形状和尺寸的板材;气动式送料主要利用压缩空气的力量推动板材,一般用于小型、轻型的板材送料。
送料精度控制:送料精度是保证多工位冲压质量的重要因素。现代自动送料装置通常配备高精度的编码器和伺服电机,通过数控系统对送料速度、步距和位置进行精确控制。送料精度可以达到 ±0.05mm 甚至更高,确保原材料在每个工位的定位准确。
自动化控制系统:
控制单元:自动化控制系统是多工位冲床的 “大脑”,它主要由可编程逻辑控制器(PLC)、人机界面(HMI)和各种传感器组成。PLC 负责处理各种输入信号(如启动、停止信号,传感器反馈信号等),并根据预先编写的程序控制冲床的运行、送料装置的送料动作以及模具的冲压顺序。HMI 则提供了人机交互的界面,操作人员可以通过 HMI 设置参数、监控设备状态和查看故障信息。
传感器应用:在多工位冲床自动化系统中,广泛使用各种传感器来实现状态监测和反馈控制。例如,使用光电传感器来检测原材料的位置和送料状态,当板材到达预定位置时,光电传感器会发出信号,触发冲床进行冲压动作;使用压力传感器来监测冲床的冲压压力,当压力超过设定值时,控制系统会自动调整冲床的行程或动力输出,以防止模具损坏和产品质量问题。