ＤＯＩ：１０．１６５２５／ｊ．ｃｎｋｉ．ｃｎ１４－１１３４／ｔｈ．２０１９．０２．０５７
总第１９０期２０１９年第２期机械管理开发
ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬＭＡＮＡＧＥＭＥＮＴＡＮＤＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴＴｏｔａｌ１９０Ｎｏ．２，２０１９
引言
汽车侧围外板是保障汽车安全性的关键部件，
其形状复杂、尺寸巨大、成型难度大，外表面质量难以控制［１］。在对汽车安全性要求的提高和建设可持续发展社会的前提下，对于汽车制造过程中侧围外板模具的质量、材料利用率等的要求也随之提高。而采用传统的手工进行生产，不仅工作量巨大，而且产品质量难以控制，具体表现在以下几方面：一是模具的定位槽高度过低、角度不匹配和顶料装置结构不合理；二是手工模具的中心偏离，导致模具的定位不准确；三是进行修边和冲孔时产生的废料不能及时排出，导致开孔处堵塞不利于继续上料甚至需要进行停工清理；四是没有限位传感器容易造成，导致模具加工不精确。基于此，为满足快速增长的产量需求，必须在汽车侧围外板模具制造中引入自动化技术［２－３］。基于此，本文对自动化改造的可行性进行分析，并根据分析结果对部件进行协调改造。1模具的手工制作工序
某汽车制造厂制造侧围外板模具时采用的冲压模工序如表１所示。目前制件采用的是手工生产线，人员编制为１７人。
2模具制作的自动化改造设计可行性分析
进行自动化改造主要是要实现冲压板料及冲压
制件的抓取与搬运，目前可以完成此操作的自动化
设备为端拾器。在进行冲压板料及冲压制件的抓取与搬运的过程中板料与制件主要受到拾起部件的吸力和进行横向移动的位移力。在加工过程中质量最大的是ＯＰ５０工序中的侧围外板，其质量为１４ｋｇ（重力加速度取１０ｍ／ｓ２，重力为１４０Ｎ）。物料搬移过程的最大横向加速度为１２ｍ／ｓ２，至少需要１６８Ｎ的横向作用力。综合考虑拾取部件的外形、大小和拾取的平稳性，决定采用４个ＳＡＢ１００型吸盘和４个ＳＡＯＢ８０×４０型吸盘组成的吸盘手。８个吸盘共可提供２４０Ｎ的纵向力和２８０Ｎ的横向力，因此设计的端拾器配置可以满足自动化生产的需要。
3模具自动化生产线中模具与传送装置和制件的协调性分析
在端拾器运行时，需要分析模具是否会与传送装置、制件发生碰撞干涉，避免制件或机械臂发生碰撞造成事故。
３．１模具与传送装置协调性分析
通过模拟机械臂的运行轨迹进行分析可以了解模具是否会妨碍制件的拾起与放下。需要对侧围外板的ＯＰ１０—ＯＰ５０工序中的模具均进行模拟分析。具体工序包括：ＯＰ１０卸件、ＯＰ１０拾件、ＯＰ２０拾件、ＯＰ３０拾件、ＯＰ４０拾件、ＯＰ５０拾件和ＯＰ５０卸件。其中，由于ＯＰ２０拾件和ＯＰ３０拾件这两项工序中的制件体积较小，只需要对端拾器的主杆进行偏心设置即可解决。根据轨迹模拟结果，ＯＰ４０拾件这项工序中的机械手臂与模具的悬吊式斜楔滑块之间在高度上存在６．５ｃｍ的重合。由于机械手臂无法再进行简化，因此考虑对斜楔滑块进行开槽处理。因为重合高度为６．５ｃｍ，还需预留２ｃｍ的安全余量，因此可以斜楔滑块上开设一个尺寸为４０ｃｍ×８．５ｃｍ（宽×高）的凹槽。但是据现场工人反应，斜楔滑块在使用一定时间后会出现大量的裂纹，若直接在斜楔滑块
收稿日期：２０１８－０１－１５
作者简介：王伟（２０００—），男，就读于山西省朔州市朔城区第一中学５９４班。
汽车侧围外板模具自动化生产线的改造设计与应用
王
伟
（山西省朔州市朔城区第一中学，山西
朔州０３６０００）
摘要：针对汽车侧围外板模具制造中存在的制件质量不稳定、废品率高和废料伤人等问题，改造设计了一种基于端拾器的汽车侧围外板模具自动生产线，并对进行自动化生产线中模具与传送装置、制件到的协调性进行了分析，对废料排出工序进行了改造，通过安装传感器与氮气弹簧进一步提高自动化程度。经现场应用表明，经过自动化改造汽车侧围外板模具制造的生产效率与合格率得到了提高，而人员配置大幅减少，达到了改造目标。关键词：汽车侧围外板模具制造自动化
端拾器
协调性
中图分类号：ＴＧ３８６
文献标识码：Ａ
文章编号：1003-773X （2019）02-0140-02
中文名称
英文名称代码拉伸ＤＲＯＰ１０修边冲孔ＴＲ＋ＰＩＯＰ２０翻边整形ＦＬ＋ＲＳＴＯＰ３０冲孔侧修边ＰＩ＋Ｃ－ＴＲＯＰ４０分离侧冲孔
ＳＥＰ＋Ｃ－ＰＩ
ＯＰ５０
表１侧围外板模具的冲压模工序
实践与应用
上开设凹槽会降低斜楔滑块的使用寿命。因此斜楔滑块和整体镶块进行重新设计。通过分析机械臂与斜楔的运行轨迹，可以将斜楔的行程降低８．５ｃｍ即可避免机械手臂与悬吊式斜楔滑块发生碰撞也可保证斜楔滑块的强度［４］。
３．２模具与制件的协调性分析
通过对模具的斜楔结构进行分析即可了解模具与制件的协调性。根据分析结果，ＯＰ５０工序中模具
的侧围后保部位与侧整形斜楔之间在运行时存在轨迹重合，具体表现为：在ＯＰ５０工序中，后保部位侧整形斜楔时双动斜楔，可动凸模斜楔滑块与驱动加工侧的斜楔由一个驱动块驱动，但是两者的运动方向相反。当压力机往下部移动时，驱动块的左侧带动斜楔滑块向－X方向移动，此时整形凸模贴合在制件上。随后压力机继续往下移动驱动块的右侧推动斜楔滑块往＋X方向移动，整形刀块完成对制件的整形。待整形完毕后，在复位弹簧与回拉滑块的共同作用下推动斜楔滑块归位。但在此过程中，斜楔归位时需要４ｃｍ的安全距离，而模拟过程距离仅为３ｃｍ，导致制件与整形刀块之间会发生碰撞。通过对ＯＰ５０工序全过程进行分析，可以从如下方面进行改进：采用氮气弹簧替换原本的复位弹簧，这样就可在更小的空间内获得更大的回复力，提高模具的紧凑性；将斜楔的机构行程增加６ｃｍ，就可避免斜楔复位后，制件与侧整刀块相互不干涉。
4模具生产线排出废料工序的改造
在原本的手工生产线中，金属废料排出时存在划伤工作人员的隐患。通过对废料排出的过程进行分析，发现主要原因是废料滑板的设置不合理。因此为了保障排料口处工作人员的安全和排出废料的流畅性，根据一、二级废料滑板的角度选择合适的滑板。由于一级滑板的角度为５°（小于８°），因此采用振动器进行强制排料。二级滑板的角度为２０°，因此二级滑板采用滤网滑板。
由于进行模具冲孔时会产生大量的小体积废料，因此在进行冲孔时设置多个吸料嘴，将冲孔过程中产
生的金属屑吸收。吸收的金属屑全部收集在废料盒中，废料盒的尺寸根据每一班产生的废料量进行设计，避免中途更换废料盒打断工序的连续性。5其他自动化装置的安装
５．１传感器的安设
为保障每项工序的安全性与连续性，需要设置多种传感器。其中，ＯＰ１０工序中需要安设检测开关。检测开关共两个，分别安装在模具相邻两边的对角线处。负责检测运行时各部件是否会发生碰撞，如果检测到即将发生碰撞时就会立刻急停并发出警报。在ＯＰ２０—ＯＰ５０工序中，将两个接近开关以对角的相对位置安装在模具的下部。为保证安装牢固，采用厚度为２．５ｍｍ的安装支架。需注意的是在感应线的轨迹上开设圆孔。将接近开关的数据线设置在模具的内部，即可避免刮碰脱落，同时美观简洁。
在模具加工过程中，需要使用到压力机。对于压力机应根据使用电源采用不同的标准：对于采用１００Ｖ交流两线制电源的冲压线压力机，应配备Ｂｉ５－Ｍ１８－ＡＺ３Ｘ（Ｔｕｒｃｋ）交直流通用性传感器，安装时模具上采用ＮＣＳ－２５５－Ｒ接口，并加装ＮＣＳ－２５－ＲＣａ防护盖，同时配备ＪＢＸ１００型端子接线盒；对于ＤＣ２４Ｖ电源的充线压力机应采用Ｅ２Ｅ－Ｘ７Ｔ１（Ｏｍｒｏｎ）交直流通用性传感器，安装时模具上采用ＮＣＳ－４０１６－Ｒ接口，并加装ＮＣＳ－４０－ＲＣａ防护盖，同时配备ＪＢＸ１６０型端子接线盒。
５．２氮气弹簧的布置
在压料板卸料操作时，原本的普通弹簧占用的空间大，需要人工施加一个预荷载才可运行，并且每次提供的推力不一，导致板料在进行冲压时出现材料堆积或者板料产生裂隙，生产的冲压件质量不可控。现将所有的普通弹簧用氮气弹簧进行替换。将安装完成后的氮气进口与软管连接形成管路系统。通过预先设置的程序控制充气压力与充气速度，即可保证冲压时的稳定冲压力与冲压时间。
6应用效果分析
该汽车制造厂对所有自动设备安装调试完毕后立即投入生产。进行了一个月的生产试验，试验效果显示：原生产工艺没有发生变化而生产效率提高了２０％，合格率提高了１０％；手工生产线的人员配置由１７人降低至了８人，大大减少了人员配置，降低生产成本。
7结论
通过采用端拾器，对模具与传送装置、制件进行协调性改造和安装传感器与氮气弹簧，可以实现汽车外板模具制造的自动化，不仅提高了生产效率与合格率，还降低了人工投入，为汽车制造的全自动化奠定了基础。
参考文献
［１］肖露云，龙春光．基于ＡｕｔｏＦｏｒｍ的侧围外板成形工艺研究［Ｊ］．锻压装备与制造技术，２０１３，４８（４）：７５－７７．
［２］韩冬，郎庆东，孙刚，等．汽车侧围外板棱线区域质量缺陷的分析与优化［Ｊ］．汽车工艺与材料，２０１７（１０）：３９－４２．
［３］李运杰，刘同设．汽车侧围外板冲压工艺分析与优化［Ｊ］．模具工业，２０１３（１０）：４９－５１．
［４］吴神龙，施斌，毕锡虎．某车型侧围外板模具自动化改造［Ｊ］．模具制造，２０１８（７）：６１．
（编辑：王慧芳）（下转第１５２页）
王伟：汽车侧围外板模具自动化生产线的改造设计与应用
２０１９年第２期１４１
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“三软”不稳定厚煤层放顶煤支架的改造及成功实践应用，为全国类似的“三软”不稳定厚煤层的开采技术，具有指导意义和推广前景，为“三软”不稳定厚煤层综采放顶煤实现高产、高效和采用无煤柱开采奠定了基础。
参考文献
山西汽车［１］
郝洪海，
王铁牛，张宏军．“三软”不稳定厚煤层综放工作面仰采防片帮技术实践［Ｊ］．煤炭工程，２００６（９）：３７－３８．［２］于秀兰，郝成军，刘欣欣，等．“三软”不稳定厚煤层综放开采液压支架的技术改造［Ｊ］．矿山机械，２００６（４）：１５１．
［３］任保才，李志刚，张天顺．“三软”不稳定煤层综采放顶煤支架的改造设计［Ｊ］．煤矿机械，２００２（２）：５１－５３．
［４］
许胜铭，杨伯恩，王旭东．河南省放顶煤开采方法的技术创新［Ｊ］．郑州煤炭管理干部学院学报，２０００（２）：９１－９３．
（编辑：
王慧芳）Renovatio n of Support for Fully Mechanized Caving in "Three Soft"
Unstable Thick Seam
Zh ang Wei
（Shanxi Fenxi Yixing Coal Industry Co.,Ltd.,Lyuliang Shanxi 032300）
Ab stract:ＡｉｍｉｎｇａｔｔｈｅｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｐｒａｃｔｉｃｅｏｆｆｕｌｌｙｍｅｃｈａｎｉｚｅｄｔｏｐｃｏａｌｃａｖｉｎｇｓｕｐｐｏｒｔｉｎＹｉｘｉｎｇｃｏａｌｏｗｎｅｒ＇ｓ
ｍｉｎｉｎｇＮｏ．２１ｃｏａｌｓｅａｍｗｉｔｈ＂ｔｈｒｅｅｓｏｆｔ＂ｕｎｓｔａｂｌｅｔｈｉｃｋｓｅａｍ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒａｎａｌｙｓｅｓｔｈｅｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｔａｇｅｓ．ＴｈｅｒｅｆｏｒｍｅｄｆｕｌｌｙｍｅｃｈａｎｉｚｅｄｔｏｐｃｏａｌｃａｖｉｎｇｓｕｐｐｏｒｔｈａｓｂｅｅｎｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎＹｉｘｉｎｇＣｏａｌＩｎｄｕｓｔｒｙ，ｗｈｉｃｈｈａｓａｃｈｉｅｖｅｄｒｅｍａｒｋａｂｌｅｅｃｏｎｏｍｉｃｂｅｎｅｆｉｔｓ，ａｎｄｌａｉｄａｆｏ
ｕｎｄａｔｉｏｎｆｏｒｒｅａｌｉｚｉｎｇｈｉｇｈｙｉｅｌｄ，ｈｉｇｈｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｆｕｌｌｙｍｅｃｈａｎｉｚｅｄｔｏｐｃｏａｌｃａｖｉｎｇａｎｄａｄｏｐｔｉｎｇＰｉｌｌａｒｌｅｓｓＭｉｎｉｎｇｉｎｔｈｉｓｍｉｎｅ．Key words:＂ｔｈｒｅｅｓｏｆｔ＂；ｕｎｓｔａｂｌｅｔｈｉｃｋｓｅａｍ；ｃａｖｉｎｇｓｕｐｐｏｒｔ；ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ
A nalysis and Application of CSP25CAN-S Current Transformer
Lian g Gaohuai
（Xuangang Coal and Electricity Co.,Ltd.of Datong Coal Mine Group,Yuanping Shanxi
034114
）Ab stract:Ｉｎｖｉｅｗｏｆｔｈｅｓｈｏｒｔｃｏｍｉｎｇｓｏｆｃｕｒｒｅｎｔｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｓｕｃｈａｓｌｏｗｉｎｔｅｌｌｅｃｔｕａｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｄａｔａｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ，ｈｉｇｈ
ｌｏｓｓｒａｔｅａｎｄｐｏｏｒｒｅａｌ－ｔｉｍｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ａＣＳＰ２５ＣＡＮ－ＳｃｕｒｒｅｎｔｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｂａｓｅｄｏｎＣＡＮｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅｗｏｒｋｉｎｇｐｒｉｎｃｉｐｌｅａｎｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
ｏｆｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒａｒｅｄｅｓｃｒｉｂｅｄ．ＴｈｅｄａｔａｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆＣＡＮｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎａｒｅａｎａｌｙｚｅｄｅｍｐｈａｔｉｃａｌｌｙ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｉｎｍｏｔｏｒｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｉｓｇｉｖｅｎ．
Key words:ｃｕｒｒｅｎｔｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ；ｍｏｔｏｒｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ；ＣＡＮｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ
（上接第１４９页
）D esign and Application of Automatic Production Line for
Automobile Side Outer Plate Mould
Wan g Wei
（No.1Middle School of Shuozhou City,Shouzhou Shanxi 036000）
Ab stract:Ｉｎｖｉｅｗｏｆｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆｕｎｓｔａｂｌｅｐａｒｔｓｑｕａｌｉｔ
ｙ，ｈｉｇｈｓｃｒａｐｒａｔｅａｎｄｈａｒｍｆｕｌｗａｓｔｅｉｎｔｈｅｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｏｆ
ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅｓｉｄｅｏｕｔｅｒｐａｎｅｌｄｉｅ，ａｎａｕｔｏｍａｔｉｃｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｌｉｎｅｏｆａｕｔｏｍｏｂｉｌｅｓｉｄｅｏｕｔｅｒｐｌａｔｅｍｏｕｌｄｂａｓｅｄｏｎｅｎｄｐｉｃｋｅｒｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｔｈｅｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎｏｆｍｏｕｌｄ，ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｄｅｖｉｃｅａｎｄｐａｒｔｓｉｎａｕｔｏｍａｔｉｃｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｌｉｎｅｗａｓａｎａｌｙｚｅｄ，ａｎｄｔｈｅｗａｓｔｅｒｅｍｏｖａｌｐｒｏｃｅｓｓｗａｓｒｅｆｏｒｍｅｄ，ａｎｄｔｈｅａｕｔｏｍａｔｉｏｎｄｅｇｒｅｅｗａｓｆｕｒｔｈｅｒｉｍｐｒｏｖｅｄｂｙｉｎｓｔａｌｌｉｎｇｓｅｎｓｏｒｓａｎｄｎｉｔｒｏｇｅｎｓｐｒｉｎｇ．Ｔｈｅｆｉｅｌｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙａｎｄｑｕａｌｉｆｉｅｄｒａｔｅｏｆａｕｔｏｓｉｄｅｏｕｔｅｒｐａｎｅｌｄｉｅｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅａｒｅｉｍｐｒｏｖｅｄ，ａｎｄｔｈｅｓｔａｆｆｉｎｇｉｓｒｅｄｕｃｅｄｇｒｅａｔｌｙ，ａｎｄｔｈｅｒｅｆｏｒｍｇｏａｌｉｓａｃｈｉｅｖｅｄ．Key words:ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅｓｉｄｅｏｕｔｅｒｐａｎｅｌｍｏｕｌｄｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ；ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ；ｅｎｄｐｉｃｋｅｒ；ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ
（上接第１４１页）
第３４卷
机械管理开发
ｊｘｇｌｋｆｂｊｂ＠１２６．ｃｏｍ
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