CN108213179A - 一种汽车腹板专用加工生产线 - Google Patents

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尹浩然
王涛
梁伟
孙海珍
苏继忠
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Abstract

一种汽车腹板专用加工生产线，包括冲床主机、送料机构、接料机构和控制机构，所述冲床主机包括冲床机身、液压冲孔设备和冲压工作平台，所述冲床机身为横梁、两个侧架和底座合围形成的闭式机架结构，所述冲压工作平台安装在所述底座上，所述冲压工作平台上安装有若干冲压下模具，所述液压冲孔设备安装在所述横梁上，所述送料机构和所述接料机构分置于所述冲压工作平台的两侧，所述送料机构和所述接料机构均包括长条形输送平台、两条x方向导轨、至少一对横移电机和至少一对液压夹具。该汽车腹板专用加工生产线具有设计科学、可实现对长板材进行冲孔加工、接料及送料机构位置可调、稳定性高、冲压加工自动化程度高的优点。

Description

一种汽车腹板专用加工生产线
技术领域
本发明涉及冲压加工成型技术领域，具体的说，涉及一种汽车腹板专用加工生产线。
背景技术
目前国内半挂车生产过程中，汽车大梁腹板的加工工艺流程为：先由气割机气割腹板外形，然后人工测量腹板各个加工孔位位置并标注，再把腹板送至冲床加工贯穿梁孔，之后由钻床加工腹板圆形孔位，最后送至组梁车间，完成汽车纵梁的焊接工作。该加工方案有很多弊端：1.加工流程中许多任务需要人工完成，在人工测量划线的过程中非常容易出错，且人工成本高；2.面对小批量、多种类的生产需求时，该方案加工效率低，出错率高；3.该方案在生产过程中涉及到多个工序相互转换，腹板生产过程中不仅运送不便而且占据大量空间。现有的普通冲床一般只能对强度不高、长度较短的普通板材进行普通冲孔，加工效率低、精度差、费时费力。大型重卡汽车的腹板强度较高，而且长度较长，长度一般为3-5m，冲孔的质量要求高，普通冲床显然不能满足冲孔加工的要求。
为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种设计科学、可实现对长板材进行冲孔加工、接料及送料机构位置可调、稳定性高、冲压加工自动化程度高的汽车腹板专用加工生产线。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种汽车腹板专用加工生产线，包括冲床主机、送料机构、接料机构和控制机构，所述冲床主机、所述送料机构和所述接料机构分别连接所述控制机构，所述冲床主机包括冲床机身、液压冲孔设备和冲压工作平台，所述冲床机身为横梁、两个侧架和底座合围形成的闭式机架结构，所述冲压工作平台安装在所述底座上，所述冲压工作平台上安装有若干冲压下模具，所述液压冲孔设备安装在所述横梁上，所述送料机构和所述接料机构分置于所述冲压工作平台的两侧，所述送料机构和所述接料机构均包括具有若干平行排布的传动辊的长条形输送平台、设于所述长条形输送平台两侧并沿所述长条形输送平台长度方向布置的两条x方向导轨、至少一对横移电机和至少一对用于压紧板材的液压夹具，所述横移电机通过电机架和传动机构安装在所述x方向导轨上并可沿所述x方向导轨移动，所述液压夹具与所述电机架固定，各所述液压夹具成对的设置在所述长条形输送平台的两侧，所述液压夹具的夹持端自上而下正对所述长条形输送平台的上端面设置。
基上所述，所述送料机构和所述接料机构均还包括至少两条y方向导轨，所述长条形输送平台通过伺服电机和滚珠丝杠机构安装在所述y方向导轨上并可沿所述y方向导轨平移，所述x方向导轨和所述y方向导轨垂直，所述长条形输送平台的长度为3-5m。
基上所述，所述侧架上安装有用于限制所述液压冲孔设备的冲压行程的无触点行程开关。
基上所述，所述液压冲孔设备包括液压缸本体和与各冲压下模具相配套的若干冲压上模具，所述液压缸本体包括液压缸缸体和液压活塞，所述液压缸缸体通过油缸台肩及锁紧螺母紧固在所述横梁上，所述液压活塞伸出所述液压缸缸体并上下伸缩，各冲压上模具分别固定安装在所述液压活塞的伸出端，所述液压活塞的伸出端联动有滑块，所述滑块滑设在所述侧架上，所述无触点行程开关限制所述滑块的行程。
基上所述，所述传动机构包括减速器、齿轮组和齿条结构，所述齿条结构与所述x方向导轨平行且长度相同，所述横移电机的输出端传动连接所述减速器，所述减速器、所述齿轮组和所述齿条传动配合实现所述电机架和所述横移电机在所述x方向导轨上横移。
基上所述，所述控制系统包括液压动力系统，所述液压动力系统包括插装阀集成系统和液压控制台，所述插装阀集成系统的控制部分与所述液压控制台电连接实现对各阀门的启闭控制，所述插装阀集成系统的接口部分连接所述液压冲孔设备和所述液压夹具。
基上所述，所述控制系统还包括电气控制系统，所述电气控制系统包括PLC控制系统和电气控制台，所述电气控制台连接各用电元件，所述PLC控制系统连接所述液压缸本体、所述插装阀集成系统、所述伺服电机、所述横移电机和所述电气控制台。
基上所述，所述控制系统还包括安全装置，所述安全装置包括安全急停按钮、限位器和安全警报器，所述安全急停按钮设置在所述电气控制台上用于紧急时切断电源，所述限位器设置在所述长条形输送平台上用于限制所述横移电机的行程，所述限位器与所述PLC控制系统电连接，所述安全警报与所述PLC控制系统连接用于警报PLC控制系统的错误。
本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体的说，本发明的所述冲压工作平台的两侧均设有长条形输送平台，所述长条形输送平台的两侧设有至少一对用于压紧板材的液压夹具，所述长条形输送平台和所述液压夹具相互配合可实现对长度3-5m的板材冲压加工；所述伺服电机的输出端传动连接所述滚珠丝杠机构，所述滚珠丝杠机构驱动所述长条形输送平台在所述y方向导轨上沿y方向滑动，所述横移电机通过减速器、齿轮组和齿条结构配合滑动设置在所述x方向导轨上，则所述横移电机带动所述液压夹具在所述x方向导轨上横移，所述PLC控制系统分别控制连接所述伺服电机和所述横移电机，进而，所述PLC控制系统可根据CAD图纸转换的PLC程序精确自动控制所述横移电机和所述伺服电机的转动进而控制板材在x方向、y方向的运动，实现板材冲压加工的自动化，减少人力成本，板材可一次性加工完成，减少占地空间，提高加工效率。
其具有设计科学、可实现对长板材进行冲孔加工、接料及送料机构位置可调、稳定性高、冲压加工自动化程度高的优点。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的侧视图。
图中：1. 冲压工作平台；2. 横梁；3. 侧架；4. 冲压下模具；5. 液压缸缸体；6.液压活塞；7.冲压上模具；8. 伺服电机；9. y方向导轨；10. x方向导轨；11. 传动辊；12.液压夹具；13. 横移电机。
具体实施方式
下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
如图1和图2所示，一种汽车腹板专用加工生产线，包括冲床主机、送料机构、接料机构和控制机构，所述冲床主机、所述送料机构和所述接料机构分别连接所述控制机构，所述冲床主机包括冲床机身、液压冲孔设备和冲压工作平台1，所述冲床机身为横梁2、两个侧架3和底座合围形成的闭式机架结构，所述冲压工作平台1安装在所述底座上，所述冲压工作平台1上安装有若干冲压下模具4，所述冲压工作平台1的正下方设有模料收集装置用于收集板材冲压时掉落的模料，所述液压冲孔设备安装在所述横梁2上，所述送料机构和所述接料机构分置于所述冲压工作平台1的两侧，所述送料机构和所述接料机构均包括具有若干平行排布的传动辊11的长条形输送平台、设于所述长条形输送平台两侧并沿所述长条形输送平台长度方向布置的两条x方向导轨10、至少一对横移电机13和至少一对用于压紧板材的液压夹具12，所述传动辊11用于托举板材并方便板材沿x方向移动，所述横移电机13通过电机架和传动机构安装在所述x方向导轨10上并可沿所述x方向导轨10移动，所述液压夹具12与所述电机架固定，各所述液压夹具12成对的设置在所述长条形输送平台的两侧，所述液压夹具12的夹持端自上而下正对所述长条形输送平台的上端面设置，所述液压夹具12夹持板材并可带动板材在所述长条形输送平台上稳定移动，如此，可以实现对长板材的冲压加工。
所述送料机构和所述接料机构均还包括至少两条y方向导轨9，所述长条形输送平台通过伺服电机8和滚珠丝杠机构安装在所述y方向导轨9上并可沿所述y方向导轨9平移，所述x方向导轨10和所述y方向导轨9垂直；所述滚珠丝杠机构包括转动设置在所述y方向导轨9之间的滚珠丝杠和螺纹连接在所述滚珠丝杠上的螺母移动副，所述螺母移动副固定在所述长条形输送平台的底部，所述伺服电机8的输出端传动连接所述滚珠丝杠，所述滚珠丝杠转动驱动所述螺母移动副沿y方向移动，所述螺母移动副可带动所述长条形输送平台在所述y方向导轨9上移动；所述长条形输送平台的长度为3-5m，如此，在所述液压夹具12和所述长条形输送平台的配合下可实现对长度3-5m的板材冲压加工。
所述侧架3上安装有用于限制所述液压冲孔设备的冲压行程的无触点行程开关。
所述液压冲孔设备包括液压缸本体和与各冲压下模具4相配套的若干冲压上模具7，所述液压缸本体包括液压缸缸体5和液压活塞6，所述液压缸缸体5通过油缸台肩及锁紧螺母紧固在所述横梁2上，所述油缸台肩及所述锁紧螺母能够保证所述液压缸缸体5稳定且精度高，所述液压活塞6伸出所述液压缸缸体5并上下伸缩，各冲压上模具7分别固定安装在所述液压活塞6的伸出端，所述液压活塞6的伸出端联动有滑块，所述滑块滑设在所述侧架3上，所述无触点行程开关限制所述滑块的行程，进而，限制所述液压活塞6的冲压行程；本实施例技术方案中配备6套冲压模具，即6件冲压上模具7和6件配套的冲压下模具4，满足汽车腹板一次性加工成型的全部需求，可避免在生产过程中模具的切换。
所述传动机构包括减速器、齿轮组和齿条结构，所述齿条结构与所述x方向导轨10平行且长度相同，所述横移电机13的输出端传动连接所述减速器，所述减速器、所述齿轮组和所述齿条传动配合实现所述电机架和所述横移电机13在所述x方向导轨10上横移。
所述控制系统包括液压动力系统，所述液压动力系统包括插装阀集成系统和液压控制台，所述插装阀集成系统的控制部分与所述液压控制台电连接实现对各阀门的启闭控制，所述插装阀集成系统的接口部分连接所述液压冲孔设备和所述液压夹具12，所述插装阀集成系统中插装阀的通流量大、阀芯结构简单，动作灵敏，密封性好，功能比较单一，集成化高，通用性好，主要实现液路的通或断，与普通液压控制阀组合使用时，才能实现对系统油液方向、压力和流量的控制；所述插装阀集成系统的主阀门采用二通插装阀，而且所述插装阀集成系统应用HY自动变量柱塞泵，HY自动变量柱塞泵能够为所述液压动力系统提供过载保护；
所述液压动力系统还带有风冷装置，风冷装置控制油温在15-60度之间，当油温超过60度时，所述控制系统切断控制电源，强制停机。
所述控制系统还包括电气控制系统，所述电气控制系统包括PLC控制系统和电气控制台，所述电气控制台连接各用电元件，所述PLC控制系统连接所述液压缸本体、所述插装阀集成系统、所述伺服电机8、所述横移电机13和所述电气控制台；
所述PLC控制系统能够完成x方向、y方向的数控操作和7个冲压工位动作，支持USB、RS232COM通讯等多种通讯方式，可以实现不同数据传输需求；
所述PLC控制系统还可以将输入的CAD图纸自动转换成PLC程序，根据PLC程序的加工成型代码自动生成加工轨迹；如果PLC程序发生异常停止后，可以选择从断点处继续加工；
所述PLC控制系统支持单冲、连续、单段和多段等多种加工方式，能够实现板材自动定位，还设置有所述液压夹具的夹持端保护区等多种保护功能。
所述控制系统还包括安全装置，所述安全装置包括安全急停按钮、限位器和安全警报器，所述安全急停按钮设置在所述电气控制台上用于紧急时切断电源，所述限位器设置在所述长条形输送平台上用于限制所述横移电机13的行程，所述限位器与所述PLC控制系统电连接，所述安全警报与所述PLC控制系统连接用于警报PLC控制系统的错误。
所述控制系统采用的是4U工控整机，规格型号：RACK-360-IMBA-G410。
本发明的汽车腹板专用加工生产线的工作过程及原理是，将板材放置在所述送料机构上，启动所述电气控制台和所述液压控制台，所述PLC控制系统控制所述插装阀集成系统，所述插装阀集成系统控制所述液压夹具12动作以夹紧板材，所述PLC控制系统控制所述横移电机13沿x方向并朝向所述冲压工作平台1运动，所述横移电机13带动所述液压夹具12沿x方向移动，所述液压夹具12带动板材移动至所述冲压工作平台1到位后，通过所述电气控制台输入CAD图纸，CAD图纸转换成PLC程序接入所述PLC控制系统中，所述PLC控制系统根据PLC程序精确自动控制所述横移电机13和所述伺服电机8的转动进而控制板材在x方向、y方向的运动，同时所述PLC控制系统控制所述液压缸本体动作，所述插装阀集成系统提供动力给所述液压缸本体，所述液压活塞6带动所述冲压上模具7上下动作冲压板材，可以一次性完成对板材全部的加工成型过程，冲压后的板材在所述接料机构的作用下从所述冲压工作平台1上移出。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (8)

1.一种汽车腹板专用加工生产线，包括冲床主机、送料机构、接料机构和控制机构，所述冲床主机、所述送料机构和所述接料机构分别连接所述控制机构，其特征在于：所述冲床主机包括冲床机身、液压冲孔设备和冲压工作平台，所述冲床机身为横梁、两个侧架和底座合围形成的闭式机架结构，所述冲压工作平台安装在所述底座上，所述冲压工作平台上安装有若干冲压下模具，所述液压冲孔设备安装在所述横梁上，所述送料机构和所述接料机构分置于所述冲压工作平台的两侧，所述送料机构和所述接料机构均包括具有若干平行排布的传动辊的长条形输送平台、设于所述长条形输送平台两侧并沿所述长条形输送平台长度方向布置的两条x方向导轨、至少一对横移电机和至少一对用于压紧板材的液压夹具，所述横移电机通过电机架和传动机构安装在所述x方向导轨上并可沿所述x方向导轨移动，所述液压夹具与所述电机架固定，各所述液压夹具成对的设置在所述长条形输送平台的两侧，所述液压夹具的夹持端自上而下正对所述长条形输送平台的上端面设置。
2.根据权利要求1所述的汽车腹板专用加工生产线，其特征在于：所述送料机构和所述接料机构均还包括至少两条y方向导轨，所述长条形输送平台通过伺服电机和滚珠丝杠机构安装在所述y方向导轨上并可沿所述y方向导轨平移，所述x方向导轨和所述y方向导轨垂直，所述长条形输送平台的长度为3-5m。
3.根据权利要求1所述的汽车腹板专用加工生产线，其特征在于：所述侧架上安装有用于限制所述液压冲孔设备的冲压行程的无触点行程开关。
4.根据权利要求1-3任一项所述的汽车腹板专用加工生产线，其特征在于：所述液压冲孔设备包括液压缸本体和与各冲压下模具相配套的若干冲压上模具，所述液压缸本体包括液压缸缸体和液压活塞，所述液压缸缸体通过油缸台肩及锁紧螺母紧固在所述横梁上，所述液压活塞伸出所述液压缸缸体并上下伸缩，各冲压上模具分别固定安装在所述液压活塞的伸出端，所述液压活塞的伸出端联动有滑块，所述滑块滑设在所述侧架上，所述无触点行程开关限制所述滑块的行程。
5.根据权利要求4所述的汽车腹板专用加工生产线，其特征在于：所述传动机构包括减速器、齿轮组和齿条结构，所述齿条结构与所述x方向导轨平行且长度相同，所述横移电机的输出端传动连接所述减速器，所述减速器、所述齿轮组和所述齿条传动配合实现所述电机架和所述横移电机在所述x方向导轨上横移。
6.根据权利要求5所述的汽车腹板专用加工生产线，其特征在于：所述控制系统包括液压动力系统，所述液压动力系统包括插装阀集成系统和液压控制台，所述插装阀集成系统的控制部分与所述液压控制台电连接实现对各阀门的启闭控制，所述插装阀集成系统的接口部分连接所述液压冲孔设备和所述液压夹具。
7.根据权利要求6所述的汽车腹板专用加工生产线，其特征在于：所述控制系统还包括电气控制系统，所述电气控制系统包括PLC控制系统和电气控制台，所述电气控制台连接各用电元件，所述PLC控制系统连接所述液压缸本体、所述插装阀集成系统、所述伺服电机、所述横移电机和所述电气控制台。
8.根据权利要求7所述的汽车腹板专用加工生产线，其特征在于：所述控制系统还包括安全装置，所述安全装置包括安全急停按钮、限位器和安全警报器，所述安全急停按钮设置在所述电气控制台上用于紧急时切断电源，所述限位器设置在所述长条形输送平台上用于限制所述横移电机的行程，所述限位器与所述PLC控制系统电连接，所述安全警报与所述PLC控制系统连接用于警报PLC控制系统的错误。
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