柔性制造系統(tǒng)代表了先進(jìn)的加工制造技術(shù)，本文擬通過(guò)對(duì)C1型鈑材柔性制造系統(tǒng)的概括介紹，引導(dǎo)鈑材柔性制造系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)板金加工領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展。

引言

柔性制造系統(tǒng)是一個(gè)由計(jì)算機(jī)集成管理和控制初坠、高效率地制造某一類中小批量多品種零部件的自動(dòng)化制造系統(tǒng)。它具有兩種或兩種以上的加工工藝方式囊拜；一套物料存儲(chǔ)運(yùn)輸系統(tǒng)某筐，可以在機(jī)床和物料存儲(chǔ)設(shè)備之間輸送原輔料、工件冠跷、刀具等；運(yùn)行信息的輸出功能等基本特點(diǎn)身诺。聯(lián)合國(guó)歐經(jīng)委對(duì)其定義為：由兩個(gè)或兩個(gè)以上的柔性加工單元構(gòu)成蜜托，有自動(dòng)傳輸系統(tǒng)通往工件庫(kù)和刀具庫(kù)，并在機(jī)床之間傳送托盤(pán)霉赡、工件和工具橄务，整個(gè)系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)控制管理。

上世紀(jì)七穴亏、八十年代王庐，鈑材柔性制造系統(tǒng)已在國(guó)外開(kāi)始應(yīng)用。九十年代初毯创，濟(jì)南鑄造鍛壓機(jī)械研究所設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)出我國(guó)第一臺(tái)以數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床和數(shù)控直角剪床為主機(jī)的鈑材柔性制造系統(tǒng)毫例，并在天水長(zhǎng)城開(kāi)關(guān)廠運(yùn)行至今，取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益苫七。在去年底德國(guó)漢諾威舉行的第18屆國(guó)際鈑金加工技術(shù)展覽會(huì)上惹捡，國(guó)外著名的鈑金加工設(shè)備制造商如德國(guó)TRUMPF、意大利SALVAGNINI尼送、芬蘭FINN-POWER男赴、日本AMADA等，均展出了其最先進(jìn)的代表不同技術(shù)特點(diǎn)的鈑材柔性制造系統(tǒng)鸭荡，充分表明了鈑金制造技術(shù)正朝著數(shù)字化垄减、集成化和智能信息化的方向發(fā)展，體現(xiàn)為鈑金加工設(shè)備由單機(jī)型向數(shù)控多機(jī)復(fù)合型轉(zhuǎn)化稻猜，由多工序加工牙枕、人工輔助操作型向全過(guò)程一體化加工方式轉(zhuǎn)化，由一般的過(guò)程自動(dòng)化控制向網(wǎng)絡(luò)化谓苟、智能化的自治管理的方向發(fā)展官脓。為適應(yīng)當(dāng)前國(guó)內(nèi)鈑金加工領(lǐng)域迅速發(fā)展，促進(jìn)國(guó)內(nèi)巿場(chǎng)對(duì)柔性制造系統(tǒng)的需求，濟(jì)南鑄造鍛壓機(jī)械研究所最新開(kāi)發(fā)研制出C1型鈑材柔性制造系統(tǒng)卑笨，它具有沖剪復(fù)合孕暇、快速高效、緊湊完整赤兴、技術(shù)先進(jìn)等特點(diǎn)妖滔，該設(shè)備已在今年第九屆中國(guó)國(guó)際機(jī)床展覽會(huì)上成功展出，并進(jìn)一步推向巿場(chǎng)桶良。

圖1 C1型鈑材柔性制造系統(tǒng)

C1型鈑材FMS的組成與特點(diǎn)

C1型鈑材柔性制造系統(tǒng)以數(shù)控沖剪復(fù)合機(jī)為主機(jī)座舍，配置有自動(dòng)立體倉(cāng)庫(kù)、自動(dòng)上料裝置陨帆、數(shù)控分選碼垛單元及其他輔助裝置曲秉，由計(jì)算機(jī)及數(shù)控系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行單元及全線控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)鈑料的自動(dòng)加工過(guò)程疲牵。

該設(shè)備具有以下功能及特點(diǎn)：

1承二、鈑料成垛出入庫(kù)，能在很短時(shí)間內(nèi)補(bǔ)充庫(kù)存岭复。

2漠盔、鈑料入庫(kù)作業(yè)不影響全線運(yùn)行。

3河美、能自動(dòng)校正鈑料位置奸涤。

4、省時(shí)省料的鈑料一體化沖剪加工殊划。

5祷燥、工件分選細(xì)致并自動(dòng)整齊碼垛。

6且奔、自動(dòng)監(jiān)控完善插撩，保證設(shè)備安全。

7此腊、遠(yuǎn)距離程序傳輸摹院。

8、操作方式靈活羊捧。

9众巷、軟件可靠，可自動(dòng)或人工優(yōu)化排料炊豪。

10凌箕、全線結(jié)構(gòu)緊湊精巧，占地面積小词渤。

該設(shè)備的主要技術(shù)參數(shù)列表如下：



C1型鈑材FMS各組成部分的結(jié)構(gòu)和功能

立體倉(cāng)庫(kù)由料架牵舱、鈑料分層裝置串绩、鈑料定位裝置、存取升降機(jī)芜壁、鋼木托盤(pán)礁凡、進(jìn)出料臺(tái)車(chē)等組成，自動(dòng)完成待加工鈑料的存入提取慧妄、管理統(tǒng)計(jì)顷牌、分層定位等，為吸盤(pán)上料裝置作準(zhǔn)備塞淹。

料架的貨格上安放了托盤(pán)窟蓝，以存放不同規(guī)格鈑料。底層為進(jìn)出料臺(tái)車(chē)饱普，它是倉(cāng)庫(kù)與外部交換鈑料的載體迄咸，可沿鋪設(shè)在地面上的地軌在倉(cāng)庫(kù)內(nèi)外兩個(gè)位置自動(dòng)運(yùn)行，向倉(cāng)庫(kù)存取鈑料萨宙。其上方為吸盤(pán)上料層监昏，將托盤(pán)及鈑料存放於此供吸盤(pán)上料裝置吸提鈑料向主機(jī)傳送。該層側(cè)面安裝了磁力分層及初定位裝置惦知，可有效防止鈑料被吸起時(shí)的粘連和偏移。

存取升降機(jī)由平移和升降裝置兩部分組成愁逝。前者將貨格或臺(tái)車(chē)上的托盤(pán)推入或拉出爪辟，後者使平移裝置選擇不同位置的托盤(pán)，兩者共同完成托盤(pán)及鈑料的存取過(guò)程敷忠。

上料裝置主要由運(yùn)行橫梁和吸盤(pán)支架兩部分組成既权。運(yùn)行橫梁聯(lián)接於倉(cāng)庫(kù)貨架并伸展至主機(jī)工作臺(tái)上方，帶動(dòng)吸盤(pán)支架作水平和升降運(yùn)動(dòng)崎北。吸盤(pán)支架底面分布有多只真空吸盤(pán)酌沥，能自動(dòng)適應(yīng)大小幅面鋼鈑的吸提，而外側(cè)的一組吸盤(pán)還能擺動(dòng)松招，這樣與磁力分層裝置配合呵扛，可有效地避免雙層鈑料被同時(shí)吸起。

主機(jī)為新型數(shù)控液壓沖剪復(fù)合機(jī)筐带，它包含沖今穿、剪兩部分，是在數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床和數(shù)控直角剪床兩種單機(jī)的基礎(chǔ)上復(fù)合而成伦籍。沖蓝晒、剪主機(jī)相對(duì)獨(dú)立，基本功能也與其單機(jī)相同帖鸦，而共用一套伺服送進(jìn)系統(tǒng)芝薇、承料工作臺(tái)胚嘲、液壓系統(tǒng)以及數(shù)控系統(tǒng)。沖洛二、剪主機(jī)的運(yùn)行與轉(zhuǎn)換馋劈，由加工程序自動(dòng)控制，將沖剪兩道工序緊密融合灭红。設(shè)備運(yùn)行中侣滩，鈑料由伺服送進(jìn)系統(tǒng)的夾鉗夾持著，先在沖床主機(jī)中完成程序中的所有沖壓加工变擒，然無(wú)需重新定位相询，直接轉(zhuǎn)入剪床主機(jī)中進(jìn)行分剪，并將成品件及廢料及時(shí)由輸送機(jī)自動(dòng)輸出蹂甥，連續(xù)完成整個(gè)加工過(guò)程褒谒。它具有快速、高效虚缘、低成本以及軟件功能強(qiáng)等特點(diǎn)奕喻，很好地滿足了柔性制造系統(tǒng)的要求。

數(shù)控分選碼垛單元由皮帶分選輸送機(jī)辐轧、輥式輸送定位臺(tái)及數(shù)控吸料碼垛機(jī)摧篱、交換式臺(tái)車(chē)及托盤(pán)等部分組成。

皮帶分選輸送機(jī)位於主機(jī)輸送工作臺(tái)之鬼涂，可翻轉(zhuǎn)抬起與落下松苹，從而打開(kāi)與關(guān)閉落料通道，實(shí)現(xiàn)分選與輸送功能羔仅，它包含廢料和小件兩個(gè)分選通道丘多。

輥式輸送臺(tái)位於皮帶分選輸送機(jī)之，并安裝有數(shù)控定位裝置沉桌，對(duì)輸送來(lái)的工件進(jìn)行定位谢鹊。

數(shù)控吸料碼垛機(jī)為兩軸數(shù)控，通過(guò)伺服電機(jī)控制吸盤(pán)架的移動(dòng)定位留凭，將輥式輸送臺(tái)上的工件吸起佃扼，并按照程序指令整齊碼垛在托盤(pán)上的指定位置。對(duì)於較大工件冰抢，數(shù)控碼垛機(jī)能夠直接從主機(jī)工作臺(tái)及大鈑下料輔助臺(tái)上吸取碼垛松嘶，提高了效率。

工件碼垛托盤(pán)有兩個(gè)可交替選用挎扰，托盤(pán)由電動(dòng)臺(tái)車(chē)承載翠订，從其上取走工件很方便。

圖2 C1型板材FMS控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

C1型鈑材FMS的控制系統(tǒng)和工作流程

電氣控制系統(tǒng)主要包括中央控制計(jì)算機(jī)遵倦、倉(cāng)庫(kù)及上料PLC控制器尽超、主機(jī)數(shù)控系統(tǒng)官撼、分選PLC控制器，加工管理軟件似谁、自動(dòng)編程軟件傲绣，以及相關(guān)通訊接口和其他局部控制裝置等。從下面的圖表中可以看出钓赛，中央控制計(jì)算機(jī)作為柔性加工系統(tǒng)的控制中樞待鲤，對(duì)其他各部分進(jìn)行集中管理和監(jiān)控，通過(guò)計(jì)劃管理軟件和自動(dòng)編程軟件勃说，生成相應(yīng)的程序并傳送至倉(cāng)庫(kù)狞饮、上料、主機(jī)及分選單元的控制部分執(zhí)行痒塞。采用日本三菱Q02H型PLC控制器佣各，控制倉(cāng)庫(kù)及上料部分的運(yùn)行；主機(jī)應(yīng)用日本FANUC 18i 型數(shù)控系統(tǒng)洪磕，除控制主機(jī)的五個(gè)數(shù)控軸外指胡，還同時(shí)控制分選單元的三個(gè)伺服軸；另外晋丑，分選單元還配置有日本三菱Q02H型PLC控制器橘忿，提供更全面的控制方式和功能。以上各部分相互協(xié)作嚼债，即可實(shí)現(xiàn)全線自動(dòng)運(yùn)行焰诲，又可由自動(dòng)倉(cāng)庫(kù)及上料裝置與主機(jī)聯(lián)合組成沖剪加工單元，單獨(dú)工作碟嘴。

用戶在中央控制計(jì)算機(jī)上由計(jì)劃管理軟件制訂出加工計(jì)劃，通過(guò)自動(dòng)編程軟件囊卜，對(duì)工藝過(guò)程娜扇、材料利用率等進(jìn)行優(yōu)化，并直接由工件圖形生成完整的沖剪一體化加工程序栅组，控制全線自動(dòng)循環(huán)運(yùn)行雀瓢。其一般步驟為：倉(cāng)庫(kù)中托盤(pán)升降存取裝置運(yùn)行，將存放有待加工鈑料的托盤(pán)由貨格中取出玉掸，放入倉(cāng)庫(kù)的吸盤(pán)上料位刃麸。磁力分層裝置靠近鈑垛側(cè)面，使最表層兩張鈑料彼此分離司浪。鈑料定位裝置動(dòng)作泊业，將最上層鈑料靠緊定位柱。上料裝置運(yùn)行至上料托盤(pán)上方停止啊易，吸盤(pán)架下行吁伺，并在吸盤(pán)吸住鋼鈑返回饮睬，同時(shí)擺動(dòng)吸盤(pán)動(dòng)作，防止吸提雙料谷培。上料裝置吸提鈑料運(yùn)行至主機(jī)工作臺(tái)上方停止卦瘤，工作臺(tái)原點(diǎn)定位擋塊升起，鈑料夾鉗打開(kāi)藤侦。吸盤(pán)架帶動(dòng)鈑料靠緊定位擋塊瑰氨，接著夾鉗移動(dòng)夾緊鈑料，完成上料過(guò)程樊何。上料裝置釋放鈑料向倉(cāng)庫(kù)返回特血，根據(jù)程序指令選擇到位停止或進(jìn)入下一次吸鈑循環(huán)。主機(jī)啟動(dòng)溃锤，執(zhí)行加工程序渣么，鈑料先被完全沖壓，然由剪床將工件及廢料分剪并由皮帶輸送機(jī)輸出灿拗，進(jìn)入數(shù)控分選碼垛單元并按鈑料規(guī)格自動(dòng)選擇不同的方式處理蛋鸡。廢料落入廢料箱，較小工件落入小件料箱侍上，一般工件先在輥式輸送臺(tái)上定位弓候，然由數(shù)控碼垛機(jī)吸放於下料臺(tái)車(chē)托盤(pán)上的指定位置。下料過(guò)程完成他匪，主機(jī)復(fù)位菇存，重新進(jìn)入下一個(gè)加工循環(huán)。

希望讀者通過(guò)以上介紹邦蜜，對(duì)當(dāng)前國(guó)內(nèi)鈑金加工設(shè)備有更全面的了解依鸥。相信鈑材柔性加工系統(tǒng)會(huì)日益完善并成為鈑材加工領(lǐng)域發(fā)展的方向和目標(biāo)。

（濟(jì)南鑄造鍛壓機(jī)械研究）

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