一种开卷落料成形方法
【专利摘要】一种开卷落料成形方法，包括如下步骤：1)钢卷开卷，钢卷开卷后的钢带进入清洗、矫直，通过夹送辊进入落料区域；2)激光落料，钢卷进入落料区域，采用激光落料方式，通过激光切割头切割形成所需形状的料片，废料下落输出；3)料片输出，料片通过磁性伸缩输送皮带机再由机械手或机器人搬运至冲压工序；4)冲压成形，将料片冲压加工成工件；5)检验，工件检验入库。本发明可实现落料线与冲压成形线串接，并实现匹配；而且，减少了片料和冲压成形工件的堆垛、打包、运输、定位、拆包、搬运、位置对中等中间环节以及周转场地，将工艺流程进行了简化并串接在一起，通过激光落料直接从卷料加工成成形件。
【专利说明】一种开卷落料成形方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及汽车板卷材加工领域，特别是指一种开卷落料成形方法，将汽车板卷材加工为三维冲压板材。
【背景技术】
[0002]一条传统的汽车板模具开卷落料线生产节拍在每分钟25片左右，年产量可达400-600万片，通过模具落料获得平面毛坯料片后，需要经过冲压成形线获得冲压汽车板零件。根据不同的投资与生产规模对应相应的冲压成形线以获得三维零件，而国内常用的机器人冲压生产线每分钟节拍为5片左右，单臂横杆机械手冲压线每分钟节拍在10片左右，手工上料的冲压线节拍更慢，每分钟仅为3-5片。这意味着，一条开卷落料线需要对应多条冲压成形生产线。这种方式在加工中心与整车厂应用普遍，厂房面积大，投资规模大。
[0003]在小规格易拉罐盖冲压零件生产中，例如中国专利CN200920171407.5归纳了易拉罐盖现有生产方案并提出了多通道自动冲压方法，其中涉及的二台冲床同步工作方案或多通道冲压方案适合小零件生产，而针对汽车板冲压生产无疑会带来巨大投资压力与设计实现的困难。
[0004]传统开卷落料线在落料后需要有堆垛工序，堆垛完成的成捆料片料片需要中转至多条冲压线以分工作业，每条冲压线又需要配置叉车、牵引平板车或转运车等频繁的物流中转手段进行衔接，然后经过拆垛、抓料上料等冲压的前道工序进入冲压线，一般采用多台压机方式构成冲压线，或者使用多模压机，获得成品零件。简而言之，实现成形工艺需要二条生产线，分别为开卷落料线及冲压成形线，需要反复移动片料零件降低了工作效率，同时需要配置更多堆放、输运空间，最终获得成形零件。
[0005]为了解决模具落料产生的巨额模具费用，维护与保有成本，以及实现落料方式的灵活性，激光落料已经成为一种可实施方法，但是激光落料达到传统模具落料的节拍目前仍是一项技术瓶颈，即使配置多个切割头实现模具落料对等产量，也会带来诸多技术困难与投资风险。
[0006]目前，满足落料质量下，一条激光开卷落料线常规节拍可在每分钟数十片以内，较低的产量恰恰满足了一些新型车型、个性化车型及车型改款的需求，不再需要为此类车型投入巨额的模具开发费用和冗长的试模周期。同时，这样的作业节拍恰恰与常用冲压成形线节拍吻合。这使得将激光落料线与冲压线合并的方法成为可行。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于提供一种开卷落料成形方法，可实现落料线与冲压成形线串接，并实现匹配。通过此方法，减少了片料和冲压成形工件的堆垛、打包、运输、定位、拆包、搬运、位置对中等中间环节以及周转场地，将工艺流程进行了简化并串接在一起，通过激光落料直接从卷料，加工成的成形件。
[0008]为达到上述目的，本发明的技术方案是:[0009]一种开卷落料成形方法，包括如下步骤:
[0010]I)钢卷开卷
[0011]钢卷开卷后的钢带进入清洗、矫直，通过夹送辊进入落料区域；
[0012]2)激光落料，
[0013]钢卷进入落料区域，采用激光落料方式，通过激光切割头切割形成所需形状的料片，废料下落输出；
[0014]3)料片输出
[0015]料片通过磁性伸缩输送皮带机接料后输送，再选择机械手或带外部轴的机器人搬运的方式搬运至冲压工序，并将料片放入冲压下模；或，料片的输送搬运直接由带外部轴的机器人抓取输送后到冲压工序，并将料片放入冲压下模；
[0016]4)冲压成形
[0017]将料片冲压加工成一定形状尺寸工件，并进行切边冲孔与整形；
[0018]5)检验
[0019]成形工件出件、检验，最后入库。
[0020]进一步，步骤I)中，矫直与夹送辊之间设置活套装置。
[0021]步骤2)中，料片在切割过程中可动态移动，也可静态进行切割。
[0022]步骤2)中，采用至少一个激光光源与激光切割头进行激光切割落料。
[0023]步骤2)中，采用两个激光切割头进行板材静态切割作业。
[0024]步骤2)中，废料下落输出采用废料溜槽，结合废料输送链至废料收集箱。
[0025]步骤3)中，冲压前进行料片预处理，预处理包括板料涂油。
[0026]步骤3)中，料片先经过对中处理，再由机械手或机器人抓取、搬运至冲压下模上。
[0027]步骤4)中，冲压成形根据生产零件简单分为手工生产和自动化生产；其中，自动化生产的上下料形式采用机器人或机械手；机械手包括单臂横杆机械手、双臂横杆机械手。
[0028]步骤5)中，成形工件的出件与检测为机器人取料并通过表面质量检测与形位检测，采用目视与视觉检测方式检测毛刺与零件缺陷，检测工具采用游标卡尺、千分尺、检验夹具，以离线方式检查或3D在线检测方式进行形位检查。
[0029]本发明的优点在于:
[0030]本发明基于激光落料与冲压成形产能匹配进行设计。通过此方法，减少了平面片料和冲压成形件的堆垛、打包、运输、定位、拆包、搬运、位置对中等中间环节以及周转场地，将工艺流程进行了简化并串接在一起，通过激光落料直接从卷料，加工成的成形件。
【专利附图】
【附图说明】
[0031]图1为本发明实施例一的示意图。
[0032]图2为本发明实施例二的示意图。
[0033]图3、图4为本发明实施例一的开卷落料成形过程示意图。
【具体实施方式】
[0034]参见图1，本发明实施例一的示意图。本发明的开卷落料成形方法，包括如下步骤:[0035]I)钢卷开卷
[0036]钢卷开卷I后的钢带进入清洗2、矫直3、活套4，通过夹送，5进入落料区域；
[0037]2)激光落料，
[0038]钢卷进入落料区域，采用激光落料方式，通过激光切割头6切割形成所需形状的料片，废料下落输出；
[0039]3)料片输出
[0040]料片通过磁性伸缩输送皮带机接料后输送，再选择机械手或带外部轴的机器人搬运的方式搬运至冲压工序，并将料片放入冲压下模；
[0041]4)冲压成形
[0042]将料片冲压11加工成一定形状尺寸工件，并进行切边冲孔与整形；
[0043]5)检验
[0044]成形工件出件、检验，最后入库13。
[0045]在本实施例中，步骤2)中，采用二个激光切割头机进行板材静态切割作业。
[0046]步骤2)中，废料下落输出采用废料溜槽，结合废料输送链至废料收集箱。
[0047]步骤3)中，料片的输送搬运直接由带外部轴的机器人抓取输送后到冲压下模。冲压前的预处理工作包括板料清洗与板料涂油。料片上料时抓取来料的机械手或机器人经过对中后，由机械手或机器人搬运至冲压下模上。
[0048]步骤4)中，冲压成形根据生产零件简单分为手工生产和自动化生产；其中，自动化生产的上下料形式采用机器人、机械手；其中，机械手包括单臂横杆机械手、双臂横杆机械手。
[0049]步骤5)中，成形工件的出件与检测为机器人取料并通过表面质量检测与形位检测，采用目视与视觉检测方式检测毛刺与零件缺陷，检测工具采用游标卡尺、千分尺、检验夹具，以离线方式检查或3D在线检测方式进行形位检查。
[0050]具体地，本发明实施例一的整线循环运作方式为:
[0051]从开卷机I将卷料开卷进入板带清洗机2，经过矫直3和活套4后通过夹送装置5夹送，随后进入激光切割头6进行切割并剔除废料，切割获得料片由搬运机器人7中转到片料清洗8与涂油9平台、抓料机器人10拾取料片置入冲压机11、下料机器人12拾取冲压后料片放入库13。
[0052]如图3、图4所示，在本实施例中，采用两个激光切割头进行切割。板带从开卷及准备工序后进入静态落料区域，第一个激光切割头在第一切割区域A对片料100进行局部切害I]，板带步进一个片料行程，第二个激光切割头在第二切割区域B对片料100的剩余部分继续切割，获得出料的片料，与此同时，第一个激光切割头在第一切割区域A对片料200进行局部切割，以此循环。
[0053]当两个激光切割头完成该区域内切割作业后，板带步进一个行程，继续进行切割。切割完的片料由带外部轴的搬运机器人搬运到冲压的准备工序进行清洗和涂油，接着由压机进行冲压将合格产品检验后入库。
[0054]另外，第一个激光切割头还可对二片以上片料局部进行切割，第二个激光切割头对上述片料进行剩余部分切割，获得出料的片料。
[0055]图2为本发明实施例二的系统方案示意图。为了实现产线节奏匹配，针对不同料片，可采用图2所示的系统方案进行落料成形，在切割落料区域采用单个切割头进行作业。例如对于切割尺寸较小或切割形状简单(矩形、梯形)的平面片料，可以采取单个激光动态连续切割的方式，并不再使用活套。
【权利要求】
1.一种开卷落料成形方法，包括如下步骤: 1)钢卷开卷 钢卷开卷后的钢带进入清洗、矫直，通过夹送辊进入落料区域； 2)激光落料， 钢卷进入落料区域，采用激光落料方式，通过激光切割头切割形成所需形状的料片，废料下落输出； 3)料片输出 料片通过磁性伸缩输送皮带机接料后输送，再选择机械手或带外部轴的机器人搬运的方式搬运至冲压工序，并将料片放入冲压下模；或，料片的输送搬运直接由带外部轴的机器人抓取输送后到冲压工序，并将料片放入冲压下模； 4)冲压成形 将料片冲压加工成一定形状尺寸工件，并进行切边冲孔与整形； 5)检验 成形工件出件、检验，最后入库。
2.如权利要求1所述的开卷落料成形方法，其特征是，步骤I)中，矫直与夹送辊之间设置活套装置。
3.如权利要求1所述的开卷落料成形方法，其特征是，步骤2)中，料片在切割过程中可动态移动，也可静态进行切割。
4.如权利要求1所述的开卷落料成形方法，其特征是，步骤2)中，采用至少一个激光光源与激光切割头进行激光切割落料。
5.如权利要求1所述的开卷落料成形方法，其特征是，步骤2)中，采用两个激光切割头进行板材静态切割作业。
6.如权利要求1所述的开卷落料成形方法，其特征是，步骤2)中，废料下落输出采用废料溜槽，结合废料输送链至废料收集箱。
7.如权利要求1所述的开卷落料成形方法，其特征是，步骤3)中，冲压前进行料片预处理，预处理包括板料涂油。
8.如权利要求1所述的开卷落料成形方法，其特征是，步骤3)中，料片先经过对中处理，再由机械手或机器人抓取、搬运至冲压下模上。
9.如权利要求1所述的开卷落料成形方法，其特征是，步骤4)中，冲压成形根据生产零件简单分为手工生产和自动化生产；其中，自动化生产的上下料形式采用机器人或机械手。
10.如权利要求9所述的开卷落料成形方法，其特征是，所述的机械手包括单臂横杆机械手或双臂横杆机械手。
11.如权利要求1所述的开卷落料成形方法，其特征是，步骤5)中，成形工件的出件与检测为机器人取料并通过表面质量检测与形位检测，采用目视与视觉检测方式检测毛刺与零件缺陷，检测工具采用游标卡尺、千分尺、检验夹具，以离线方式检查或3D在线检测方式进行形位检查。
【文档编号】B23P15/00GK103624487SQ201310157672
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年4月28日 优先权日:2013年4月28日
【发明者】金成国, 杨赛丹, 戴国强, 乔俊良, 潘胜波, 吴瑞珉, 项前 申请人:宝山钢铁股份有限公司, 上海宝钢国际经济贸易有限公司