國內汽車行業以及配套企業面臨的機遇和挑戰

目前，我國是世界汽車產銷第一大國，從2013 年以來汽車產銷量一直維持在2000 萬輛以上。近三年中國汽車生產基地也呈現爆炸式發展，90%的省份都有汽車企業的生產基地，而且企業新增基地數量在30% 以上，產能陸續釋放。這其中一個比較重要的特點是：新增基地比較集中，車型較多，例如湖北地區除東風集團新建基地外，通用汽車、廣汽集團、長豐汽車、衆泰汽車等也都新建基地。以200 公里配套距離來計算，這就給所有的配套企業創造出新的發展機遇。

這種新的發展特點，對配套企業來說，變化是非常大的：⑴生產車型較多，多家產品共線生產情況突出，對沖壓生產線的兼容性要求增高；⑵換模更加頻繁，手工線、液壓線越來越無法滿足產能需求；⑶企業相對集中也帶來了用工難的問題，衝壓工人流動性變大，配套企業面臨人工成本增加的巨大壓力。這些日益突出的矛盾是我們要進行衝壓車間智能規劃的動力所在。

智能衝壓車間規劃的原則和參考因素

在進行智能衝壓車間規劃時的原則和參考要素：⑴產品種類導入；⑵產能預期導入；⑶投資及回收期導入（圖1）。

圖1 參考要素疊加圖

產品種類包括衝壓件的工藝要求、模具適應性要求、衝壓件的品種要求。產能預期要依據工廠產量測算，月產能（衝次）= 小時產量 x 每日工作小時數 x 每月工作日 x 模具數量；月實際產能（衝次）=每分鐘實際衝次 x 60 x 每日工作時間小時數 x 每月工作日 x 模具數量。總投資預算包括衝壓設備預算、模具預算、廠房預算、工裝等輔助設備預算；年產量預估、原材料預估費用、人工成本預估費用、企業運行費用、承接產品的預期。

由於現階段衝壓生產工藝已經日趨完善，衝壓裝備智能化發展迅速，可供選擇的方案很多。以上三個要素綜合疊加，就可以找到一種最適合企業自身發展的整體規劃方案。

智能衝壓規劃的案例淺析

新建衝壓基地智能衝壓規劃

⑴大型覆蓋件。壓力機部分需要多連桿四點壓力機（1 臺） 偏心四點壓力機（3 ～ 5 臺）；自動化部分需要機器人；整線節拍爲8 ～ 12 次/ 分鐘。

⑵中小型衝壓件。雙點快速自動化衝壓線：雙點壓力機（4 ～ 5 臺） 機械手，同步控制技術爲15 次/ 分鐘；800 ～ 3200t 多工位自動化衝壓線25 ～ 30 次/ 分鐘；400 ～ 1600t 級進模自動化衝壓線30 ～ 60 次/ 分鐘。

⑶板材備料。500 ～ 1250t 開卷落料線。

案例解析

⑴天津某汽配企業（天津一汽—大衆的配套商）的大型衝壓件解決方案（生產側圍、四門、兩蓋）。生產線採用整線溼式離合器 整線全防護，傳輸方式爲機器人，六臺壓力機：1 臺P4LS-2100 5 臺P4S-1200， 中心距6500mm； 首臺P4LS-2100 爲八連桿、八點600t 數控液壓墊、公稱力行程25mm，後續P4S-1200 爲偏心 上氣墊。

壓力機參數、性能和要求同天津一汽—大衆衝壓線相同，整線節拍低於主車廠。生產線特點：整線投資相比主車廠可降低30% ～ 50%，可實現大型衝壓件的承製。

⑵寧波某汽車零部件製造（長安福特、吉利汽車等企業配套商）的中小型衝壓件解決方案，如圖2所示。線首部分有垛料小車 拆垛機械手 對中臺 上料機械手；壓力機部分爲1 臺P2S-1600 1 臺P2S-1000 2 臺P2S-800 1 臺P2S-1000 五臺雙點偏心結構的機械壓力機；傳輸部分爲4 套機械手，整線節拍爲15spm；線尾部分爲下料機械手 傳輸皮帶；整線同步功能；壓力機間距爲5500 ～ 6500mm。

圖2 雙點快速自動化衝壓線

生產線特點：可實現兩種生產模式，實現更多衝壓產品工藝要求，既可以滿足4 序生產，也可以滿足5 序生產，如圖3 所示。生產模式⑴：五臺壓力機自動化生產；生產模式⑵：前四臺壓力機自動化生產，最後一臺壓力機多工位生產。

圖3 衝壓線佈局圖

機械手採用同步生產模式，效率相比手工線提高40% ～ 60%，最快節拍可達每分鐘15 次；離合制動器不需要頻繁動作，壽命長，維護費用低，噪聲低；工件質量高，廢品率低；用電量節省20% 左右，對工廠電網衝擊小；對模具衝擊小，模具壽命長。

⑶無錫某模具製造企業（奔馳、寶馬、麥格納等企業的配套商）多工位衝壓件及模具解決方案，如圖4 所示。壓力機選擇四點多連桿2500t；偏載設計進料端公稱力佔60%，出料端公稱力佔40%；行程爲800mm；工作臺左右尺寸爲2500mm x 6200mm；採用六連桿傳動形式；最高節拍爲30spm；採取連續工作模式；氣墊放在第一工位。

圖4 2500t 多工位衝壓線

生產線特點：可適用至少25 組對稱型衝壓件的多工位生產，產品覆蓋面廣，效率最高可達30spm；廠房佔地面積小；設備自動化程度高，人工成本低，尤其適用於生產大批量產品。

⑷武漢某汽車零部件企業（武漢通用、神龍汽車等企業的配套商）板材落料項目解決方案，如圖5所示。壓力機選擇四點800t 機械式壓力機；行程爲300mm；檯面尺寸爲2500mm x 4600mm；生產節拍爲10 ～ 60spm；自動化設備有開卷、校平、清洗塗油、伺服送料、擺剪模、電磁碼垛等。

圖5 四點800t 開卷落料線

生產線特點：可實現各種板材、異形料片的加工，既可以滿足外板件的高標準要求，也可實現內板件的快速落料；可滿足一個生產基地料片的用料需求。

原有衝壓車間智能化升級改造

原有衝壓車間智能化升級改造原則：舊設備的自動化改造升級，由於受到壓力機本身、場地、投資等條件的限制，不同的方案，效果差異很大；方案實用性更重要。原有衝壓車間智能化升級改造分以下5 種

方案。

⑴手工機械壓力機線→機器人自動上下料生產模式。

⑵液壓機串聯生產線→機械手自動上下料生產模式。

⑶機械壓力機→外掛式多工位自動生產模式。

⑷單臺機械壓力機→機械手自動上下料生產模式。

⑸單臺液壓機→機械手自動上下料生產模式。

升級改造案例分析

一汽大衆成都供應商液壓線自動化改造項目如圖6 所示。⑴該車間生產後地板、前縱梁典型件，原設備爲5 臺液壓機組成的生產線，工件靠手工搬運，生產效率3 次/ 分鐘，改造後機械手搬運5 件/ 分鐘，生產效率提高了66.7%。⑵改造前，每班15 人，⑶減少了人工搬運工件時對其表面造成的磕碰，衝壓件合格率明顯提高；無人工錯誤操作，液壓機運行平穩。

圖6 液壓線自動化改造項目

結束語

隨着衝壓工藝的完善、材料的變革，企業對沖壓車間智能製造的要求越來越高，工廠的智能化程度對企業利潤的影響越來越大。我們在做規劃時不僅要考慮現有產品的情況，也要考慮未來3 到5 年企業的發展需求。以上幾種情況解析並不能涵蓋所有方面，每改造後，每班3人，每年節省人工費用約180萬元。一個規劃還都需要根據企業自身的情況量體裁衣。

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