伴随着汽车工业持续发展向前迈进，冲压件生产方式从最初的手工上料生产渐渐转变为自动化生产方式 ，这种自动化生产方式极大地节约了人工成本 ，在生产效率以及操作安全层面优势显著 。近些年来 ，各大汽车主机厂以及代加工厂纷纷引入了冲压自动化生产线 ，如此一来就产生了原有的手动线老模具无法直接适配自动线生产使用的状况 ，重新研发自动化模具投资庞大而且周期漫长 ，故而怎样把现有手动线模具予以自动化改造以契合自动线生产要求格外必要 。
模具改造可行性分析
产品形状，还有工艺，再加上原始模具结构，这些会直接影响冲压产品自动化改造后生产的通过性，以及效率。并非所有手工上料模具都适合做自动化改造。决定是否改造之前，要了解自动化改造对产品和模具的基本要求，开展可行性分析，防止盲目投资造成损失。
产品形状分析
如下情况适合自动化改造，一般情况下，大中型的外覆盖件适合进行，并且表面形状相对平缓的中大型结构件也适合进行。然而，存在一些不适合的情况，一些框架件不适合，还有中小结构件也不适合，因为它们表面镂空数量多，而且形状面狭窄复杂，这就导致不便布置端拾器吸盘，进而容易抓取不稳。另外，还有一些拉延深度较深的件不适合，这类件易造成取件空间不足，从而影响自动化正常生产节拍，所以此类零件不建议进行自动化改造。
自动线设备分析
拿某车企的一条自动化线来说，这条线有5台压机，其中首台是双动1500t的压机，后续4台是800t的压机，线首包含板料拆垛工艺，还有自动涂油工艺，以及自动对中工艺，工件传输是通过8台ABB六轴机器人来实现自动化的。
产品工艺分析
⑴思考工序的数量，案例当中的自动线可以达到5个工位，对于改造零件而言，其工序数最好要跟自动化线所布局的机床工位数保持相等，要是改造零件的工序数量比5序少，那么就需要考虑投入配套的空工位架，要是比5序多，那么就需要考虑按照工序顺序进行转线生产 。
⑵冲压方向要予以考虑，自动线生产当中，工件于每一序模膛里的冲压方向需尽力保持一致，不可以出现太大的旋转情况，相邻工序零件倾斜角度的变化不会过大，将绕Y轴的旋转控制在±10°范围之内，绕X轴的旋转控制在±15°范围之内（X向是物流方向）；要是双件生产时，左右零件相邻工序倾斜角度的变化必须相同，不然对整线节拍会产生极大影响，甚至无法达成自动化生产。
模具空间结构分析
要结合自动线机床参数来考虑，在吨位满足要求，封高满足要求，工作台尺寸也满足要求的前提之下，着重考虑压机行程，压机行程跟模具结构共同决定了零件于上下模之间的转动空间，而这个转动空间也就是有效的开口高度，有效开口高度是指下模最高点到上模最低点的距离，有效开口高度直接影响端拾器送取料的灵活程度与整线的生产节拍，它们之间的相互关系如图1所示。
图1模具示意图
A零件的深度，B下模的安全距离，C端拾器的高度，D上模的安全距离，G取件所需要的空间。
从图1当中能够看出来，取件空间G等于2A加上B加上C加上D，自动化改造有着要求，压机行程必须要大于G这个值，机床行程越大，有效开口空间就越大，而这事越有利于自动化生产节拍。注意的是，模具前后两侧尽量不要存在大型的导向机构，斜楔、吊楔装置，这会对机器人取件轨迹有所影响。要是有的话，可以让此结构的高度等同于零件深度加入到计算当中，如果经过计算得出取件所需空间G值过大，大于机床行程，那就不具备取件空间，不建议进行自动化改造。
模具改造过程
模具安装方式改造
⑴模具对中结构改造。
自动化模具安装，较之普通模具，有着更为严格的要求，必须确保每次安装时模具与机床台面的相对位置稳定且一致，唯有如此，方能保证机器人能够准确地重复抓取工件，因而自动化模具安装方式必须考量模具对中性，对中方式一般存在两种，一为对中键槽形式，二为圆柱形定位销形式，本案所涉某自动化改造模具采用对中键槽方式，其加工尺寸为宽32mm、深20mm贯穿式通槽设计。在实际进行改造之时，对于中槽位置而言，其有可能恰好处于模具主筋之上，或者底面恰好存在氮气弹簧干涉情况，这种状况下，是不能够通过强制加工破坏原模具的功能以及强度的，基于此，可以降低相应要求，即不进行通槽加工，以此去保证两端键槽的有效长度大于60mm，如此操作也能够满足对中功能，然而，在实际使用过程当中，是需要通过人工来调整对中键的使用位置的。
也可采用在模具的上下平面增添垫板的举措，于垫板之上对中槽进行加工以此来解决问题。要是将模具改造成为双动拉延模，那么还应当把上模以及压边圈的对中槽改造加工纳入考虑范畴内，用以同双动机床内外滑块垫板安装快速实现对中的需求相互适配。对中键的加工尺寸，其长度规定为120mm，淬火之后的硬度范围为38～42HRC 在这一区间，借助沉头螺栓来实施锁紧操作。具体的要求以图2作为示示 。
图2对中键图
⑵模具压板槽改造。
自动化线模具夹紧装置运用自动快速夹紧模式，此模式基于如下设想，其设想在改造期间需要考虑以下几点：其一，压板槽附近的模具空间结构体必须跟夹紧器最大外形尺寸相互避开，与此同时，并留下一定宽度与长度能确保夹紧器自由进出并不产生干涉情况的空间区域；其二，有一个压板槽深度须跟夹紧器夹持部件厚度保持一致的要求；其三，需要进行上模夹紧器感应面处的机械化操作工序使其适应需求，以此来确保感应可以顺利做到位。在实际进行改造时，模具压板槽的改造极有可能寻觅不到恰当的空间位置，这种情况下需要铣去加强筋，以此加大安装空间，然而这必定会对模具强度产生影响，此时就需要依据模具的具体结构全面考量影响大小，进而增加辅助加强措施，比如增添整体模具垫板之类的 。
图3各工位示意图
⑶模具F向变更。
因冲压自动线机械手存在差异，模具的进出料方向就会出现变化，这和机械手的行程旋转角度不一样有关，在模具改造里要进行考虑，要改变模具原本的标记，以此防止生产时出现装模方向错误的情况。案例里，自动线是五工位，首台是双动机床，OP10与OP20之间存在工件翻转需求，即绕Y轴旋转180 度，为此设置两台机器人对接送料，全线配备的是6轴机器人，每台机器人在进行工件传递时会绕Z轴旋转180度，在模具改造时，OP30与OP50的模具F向要改变，也就是原有进出料方向需打反，如图3所示，F向变更后要注意相应的电气路接头同时也要调整到靠近机床气源和电源侧。
模具定位方式改造
自动化模具进行定位时，要求能够精准定位工件，还得具备可靠的导向功能，以此确保机器人放料时能够自动找正，确保工件顶出时空间位置保持一致。因此在自动化改造里需要加装定位杆。定位杆布置紧凑且高度恰当，其上半部设有导向R角，角度处于35°～45°之间。
模具自动化电气改造
进行电气改造，要在模具之上增添信号检测以及传输这个功能，在改造期间，需要去加装传感器，还要加装航空插头。
⑴传感器安装位置的选择。
尽量选在模具对角处，位置相距要尽可能远，信号线排线尽量挑原模具结构里的减重孔，还有原有气路通过孔，若实在没有就选合适地方开槽，布线时要注意不能跟废料槽产生干涉，其中OP10传感器选用标准件，投料检测开关如在图4呈现，它安装在坯料相邻两边的对角位置，距离需尽量远，如此才能对坯料是否摆放到位进行准确检测 。OP20往后的工序，选用接近开关，情况如同图5所展示的那样，位置通常被安排在零件的最低之处，而且是处在工件并非镂空的平面之下，用于安装的支架，可以选用厚度不小于2.3mm的钢板，安装的时候必须做到牢固且可靠。
⑵传感器数量的要求。
当一副模具之中仅有一个零件之际，最少要布置2个传感器，当一副模具存在2个零件之时（诸如合拉件、双模膛件之类），要依据具体情形来确定，要是两件尚未分离，起码布置2个传感器，而且要保证每个零件上面有1个，要是两件已然分离，则需要布置至少4个传感器，每个零件上2个。
⑶航空插头的位置安装。
模具借助航空插头和机床电缆相连，以此达成识别模具以及制件的目的，按照压力机自身所提供的各异电源选用不同的航空插座，安装位置处在下模座靠近机床电源接口的那一侧，和模具气动接口相似，不可以凸出模体，避免在吊运还有存放过程当中因磕碰而受到损坏。
模具废料的处理
废料排出于模具而言，这在自动化改造里属于重难点，于自动化生产进程当中，一旦废料下滑不顺畅，堆积之后便无法正常排出机床台面之外，还需要借助临时停机来实施人工干预，进而影响生产节拍，严重情况时会损坏零件以及模具进而引发生产事故。下面介绍几种针对废料排出的改进方式。
⑴改造废料滑板辅助排出。
1) 将废料滑板的倾斜角度予以增大，于模具结构所允许的条件范围之内，尽可能地把倾斜角增大出来，通常情况下，角度如若大于25度，便能够确保废料凭借自身重量顺利地向下滑落。
2)增添二级滑板，存在这样的情况，针对一些模具而言，其废料能够顺利滑离模具，然而却无法滑至机床台面区域范围以外，在这种时候便要考虑增添二级滑板，二级滑板所具备的角度，一般情况下所提出的要求是大于20度。
3)于滑板之处增添辅助下滑的相关机构，臂如替换网纹板借此降低下滑时段的摩擦系数，并且给其加装滚轮、圆钢棒以及滚珠等(参见证附图6 ) 。
图6滚轮辅助排出实例图
⑵增加弹顶销辅助卸料。
⑶采用气缸强制排出(图7)。
⑷采用倒钩强制排出（慎用，不容易控制废料的弹出方向）。
⑸采用电动皮带机强制排出(图8)。
采用辅助排出方式为振动方式，在废料滑板之下加装振动装置，凭借振动减小摩擦，进而加速废料下滑以排出。
结束语
已成形的模具上实施更改不同于模具制造，这是模具的自动化改造，其模具结构灵活性不如新设计制造的大，改造模具受较多条件限制且要尽量不影响模具原有强度与使用寿命，在工期方面，改造的模具针对正常生产销售车型，工期要求紧张，需提前考虑改造周期及在制建储，不可影响正常生产供货。模具改造存在着难度大的情况，同时风险也大，然而带来的收益同样大，当一副模具改造成功时，能够为公司节省新增模具的设计制造成本，在本文中的案例项目一共完成了224副老模具自动化改造，要是换算成新模具制造成本那将会是一笔巨大的费用，所以老模具自动化改造，在功能方面对冲压企业有重要意义，在工期方面对冲压企业有重要意义，在成本方面对冲压企业有重要意义。
作者简介
梁芳，身为冲压技术经理与工程师，主要负责从事冲压在现场的技术管理工作，以及冲压模具的维修保养工作。主持完成为模具自主改造优化冲压生产工艺的项目，参与完成欧胜模具气动切换技术应用的项目，获得依维柯汽车有限公司颁发的技术进步二等奖。
