当前汽车行业竞争日趋白热化，在制定整车制造企业新厂布局方案时，必须全面权衡资金投入、建设时长、制造能力、智能化程度、维护开销等多个维度，以此增强公司的整体竞争优势。冲压自动化作业线是冲压工段的核心运作装置，其资金占用量非常可观，是冲压工段设计的重要环节，针对冲压自动化作业线的配置必须开展周密的研究和精确测算。
整车厂冲压自动化生产线 冲压自动化生产线
该自动化冲压生产线由三个部分构成，分别是起始工位，中间的冲压与运输环节，以及末端的收尾工位，具体构造参见图1。
线首单元设有两台移动式板料拆垛设备，每台设备均配有磁性分离装置用于分离板料、拆垛装置采用机器人或机械手、设有传输带、板料清洁设备、板料对准系统等，能够实现板料进料、单张分离、拆垛作业、物料运输、清洁处理、对准定位等一系列操作。
自动冲压单元和传送装置由压机及压机间传送设备组成，每台压机负责对板件进行拉深、打孔、翻边、切边等加工，压机与压机之间通过自动化传送机械手或机器人完成零件的传送工作。
线尾部分的物料由自动化设备进行投放，板材借助传送带进行传送，随后被安放到盛放物件的专用车架上。
图1 冲压线参考图
主流冲压自动化生产线说明
依照压制节奏的区分，当前通行的自动化压制组装线包含三种主要类型：
机器人负责机械冲压作业，单分钟最快能完成十二件产品，该生产线使用机械压力机，压力机与压力机之间由机器人承担物料转运任务，冲压线普遍以间歇运行方式操作。
单臂或双臂的机械冲压生产线，每分钟最快能完成十五件，使用机械压力机进行作业，压力机之间依靠专门的冲压机械手来传递工件，整条冲压线应用了同步控制的技术。
高速伺服冲压线，每分钟最快能完成十八件，使用伺服压力机，机器与机器之间靠专用的冲压机械手来传送工件，整条生产线运用了同步控制的技术。
各冲压线投资对比
以一条拥有四个步骤且总吨位达五千吨的生产线为例，若不计算自动装箱的环节，各条冲压线的投资对比情况参见表1。
冲压自动化生产线关键选型
生产能力评估是冲压自动化生产线中极为重要的步骤，评估结果直接决定冲压生产线的配置规模，进而影响整体投资金额。必须结合全厂的生产能力布局以及厂区的实际用地情况，全面权衡，才能最终明确需要引进的冲压自动化生产线具体型号和配置数量。年生产总量按每台设备计算，等于每分钟平均产出数量乘以实际操作时长占比，再乘以每天工作时长，接着除以模具套数，最后乘以全年工作天数。
工序数
依照公司特有的压制作业流程，确定自动化生产线经过的步骤数量，确定需要引进的压机台数。现阶段，自动化生产线普遍设置的流程数有四步、五步、六步。
是否具备铝板生产功能
如今新能源领域发展迅速，采用铝板制造车身外壳的情况愈发普遍，公司在制定产品蓝图时，必须事先评估自身是否拥有铝板加工能力，若计划生产铝板类零件，那么在生产线起始位置还需增设真空气流分离设备、真空传送带以及钢铝材料识别装置等多项硬件设施。
是否采用同步控制技术
同步控制方法在冲压自动化行业的运用已经十分成熟且稳定，对于加快生产节奏具有显著作用，当前的双臂机械生产线和高速伺服生产线都运用同步控制方法来操控压力机和自动化机械臂。
同步控制技术是一种工艺方法，要求压力机在生产时保持连续运转模式，即在上死点位置不发生完全静止状态，依靠精密的位置测算，使上下料机械手与压力机滑块实现同步启动，下料机械手在滑块回程上行至特定角度（距离上死点位置）时开始执行取件动作，上料机械手则在滑块下行至某个特定角度之前完成送件任务，确保整个操作流程中上下料动作不会相互干扰。
是否配备线尾自动装箱及搬运系统
劳动力价格持续攀升，自动化冲压生产线的效能日益增强，工厂的智慧化水平不断提升，如今装配了末端自动打包装置和笼车自动运输系统的冲压制造线（图2）愈发普遍，这已形成行业发展的主流方向。自动装箱设备与笼车运输装置对冲压线末端布局和场地有特定要求，在引入冲压线时必须预先规划，若未同步实施，就要为后续安装预留空间。
压力机重点参数
设计冲压生产流程时，涉及诸多关键设备指标，核心要素主要有三个方面：
滑块运行的距离，这个距离的设定，要和制造冲压产品的拉伸深度，以及夹具的高度相互配合着来决定。选定的滑块运行距离，一定要确保在装取工件时，夹具不会碰到上模的最底部，也不会碰到下模的最顶部。现在，生产大型覆盖板的拉伸深度，很多都快要到300毫米了，因此，大型冲压自动生产线的滑块运行距离，通常都在1100毫米以上。
表1 各冲压线投资对比
工作台规格需依据产品规格估算模具尺寸，再以模具尺寸来决定工作台适宜规格，务必保证所有预设产品能够符合生产要求，并且防止工作台过于宽大，以免造成场地闲置和设备开销上升。
确定拉深垫的运行距离，依据预定工件的最大拉伸尺寸，保证能够满足所有零件的加工要求，同时也要考虑到产品的成形特性。
结束语
各家汽车制造商的发展思路不尽相同，各个新设工厂的具体条件也各有不同，因此在设计冲压自动化生产线时，必须全面权衡各种条件，从而选定最适合公司自身状况的投资方案、单台设备造价、生产能力和运作效率的平衡点。归纳冲压自动化生产线设计中的关键要素，以及设计阶段必须核实的事项，具有显著的价值，对冲压车间的设计工作具有关键作用。
图2 线尾自动装箱系统及笼车自动搬运系统布局参考
作者简介
别大勇，长期负责汽车制造公司板金领域的扩容式改造项目，曾加入广州汽车工业集团新板金车间建设，精通板金领域的计划制定、设备安装、生产筹备等环节，其带领的团队获得广州汽车集团乘用车技术部门优秀集体称号，个人持有实用新型专利一项。
