“制造业是一种精神，制造业是现实劳动，制造业是创新的支撑，而制造业是一种文化！”这是中国锻造协会秘书长张进在《钣金与制作》杂志上讲的一段话。对于笔者来说，这个“制造”的定义让我也有同感。20世纪初，我有幸在制造业大国日本留学。大学毕业后，我在村田机械有限公司(以下简称“村田”)钣金技术部工作，一直为国内外客户服务。制造业的这个定义，提醒我们要不断提高企业素质和专业技能，实现钣金行业的“智能化”制造。在工作期间，我接触过很多日本钣金公司，与很多国内外客户设计讨论过柔性钣金加工线，做过很多村田独有的柔性钣金自动化案例。我很荣幸在这里与大家分享我的经历。
钣金冲、折柔性自动化加工线
接下来，我将与大家分享村田两年前在上海与一家国际知名电梯公司讨论生产的柔性自动钣金冲压折叠加工线(图1)。该加工线方案已与公司资深钣金技术老手讨论研究，被配电柜、电梯、办公家具等多个行业的客户采用。
图1村田机械独自设计的第一条冲压折叠柔性加工线
当时一些厂商提供的是价格昂贵但不灵活的冲压、切割、折叠加工线，但村田采用标准的数控冲床和数控折弯进行简单集成，实现了一套全新的自动化柔性冲压折叠生产线。根据各行各业的需求，这条生产线可以简单自由地与客户的实际生产相结合，从而提高生产效率，降低初始投资成本。例如，当数控冲床的加工节拍是折弯机的两倍时，可以采用一台冲床对两台折弯机的自动联动线。
图2纯伺服同步进给式4轴(左)和8轴(右)攻丝装置
采用高速数控来简化钣金加工工艺
村田制造的高速数控冲床M3048TG，不占用转塔工位，外置纯伺服同步进给式4轴或8轴攻丝装置(图2)。可以加工m2 ~ M10攻丝，加工一个需要一秒多一点。根据客户的需求，我们可以选择切割丝锥或锻造丝锥。在保证一台冲床加工精度的前提下，省去了两次定位输送和两次攻丝的加工过程，实现了冲孔、翻边、成形、攻丝一体化加工。它最大的优点是不需要购买专用的攻丝模具，只需要使用通用的丝锥；无需人工干预两次，简化了工艺流程。从而降低维护成本，减少运行人工和专业攻丝装置所占用的空间。
毛刺是钣金加工的天敌。专用去毛刺装置一般需要人工运输、收集、堆放两次。一般的专用去毛刺装置只能对板材进行充分的去毛刺，会在材料表面造成划痕。村田专用去毛刺模具是我公司的专利技术，可根据客户要求对钣金零件的指定部位进行去毛刺。在冲床上一次完成，只需要一套去毛刺模具(图3)，简化了复杂的钣金加工工艺。以上介绍的工艺方案列举了在数控冲床上实现钣金加工工艺高度简化的两个实例。
图3村田专利去毛刺模具
钣金冲、折柔性自动化单元实用性
本次介绍的钣金冲压折叠柔性自动单元装置的主要特点如下：
(1)对于定长材料的使用，不需要进行任何中间环节加工，可以简单实现冲压、折弯一体化自动化。
某些厂家的设备加工定尺料时，需要对定尺料进行修整。如果用村田的打孔机就不需要这个环节了。直接保存
材料及加工时间，并提高了加工效率。⑶ 可以根据客户的加工产品形态，对数控冲床及折弯机的规格及吨位进行自由选配组合，来降低加工单元的初期投资成本。
⑷ 可以根据客户的生产模式对此加工线单元进行自由组合。数控冲床+上下料库单元与折弯机+折弯机器人单元可各自作为独立单元进行自动化加工。而数控冲床作为单体也可进行手工上下料加工。
⑸ 占地面积小，产品流向自由。生产线可从左至右或从右至左。根据客户需要可开放与后工序铆接、焊接、AGV等对接接口。
钣金冲、折柔性自动化单元系统运用说明
冲、折全自动运行模式（与折弯机器人单元联线运行模式）
要进行冲、折联动加工运行时，如图4所示冲床上下料单元与折弯机器人单元构成全自动运行模式。上料装置从立体料库的上料区取出一张将要加工的板材，定位加工完了后 ，由延长下料装置进行下料，搬送至折弯传送带上与机器人之间进行自动折弯联线。冲床、自动上下料立体料库、折弯机器人（下料机器人）及折弯机之间进行紧密的通信对接实现无中间环节的全自动的冲、折联动加工。
图4 冲、折全自动运行模式（与折弯机器人单元联动运行模式）
全自动运行模式（冲床上下料单元运行模式）
不需要与折弯机器人单元之间进行联动运行或夜间进行冲床单元无人自动加工时，冲床与料库之间可构成一个独立自动上下料单元进行运行，见图5。根据人工在冲床上制订好的加工计划将所需板材放入立体料库中将其材料层和成品层设定好。材料层的材料全部加工完之后可作为成品层来堆垛装载成品、8层的料库最多可制订自动循环存放7层成品(图6)。
图5 全自动运行模式（冲床上下料单元运行模式）
图6 加工计划材料、成品层设定例
图7 自动运行模式（折弯机器人单元独立运行模式）
自动运行模式（折弯机器人单元独立运行模式）
根据客户需要，折弯机器人单元也可以作为一个独立单元进行加工运行（图7）。如果冲床加工节拍时间与自动折弯节拍时间不相匹配，对其他冲床加工的工件需要自动折弯加工或联线冲床、料库发生故障等情况时，可采用此运行模式进行自动折弯加工。
半自动运行模式（手动搬入→自动折弯运行模式）
少量需要紧急冲折加工时，可通过操作人员手动将加工板材进行手工上料、定位。冲床加工完了之后延长下料装置会将折弯工件自动搬送至折弯传送带上→传送带自动搬送至机器人吸料定位→与折弯机器人之间实现自动冲、折弯联动模式。
图8 半自动运行模式（手动搬入 自动折弯运行模式）
半自动运行模式(自动搬入→手动搬出模式)
出现对立体料库的材料进行紧急加工或大板套料加工后需要马上采用人工去微连接分拣等情况时，上料装置可以自动从立体料库的材料上料区吸取一张板材进行自动上料定位加工。由工作人员从冲床的左侧进行手动下料运行操作。
图9 半自动运行模式(自动搬入→手动搬出模式)
图10 半自动运行模式(手动搬 自动搬出模式)
半自动运行模式(手动搬入→自动搬出模式)
工作人员一张张手动将加工材料定位上料之后加工开始，加工完了之后由立体料库的下料装置进行自动下料，将成品自动堆好垛后可手动出库或自动放进立体料库中。此模式适用于网孔板等加工。
冲床单体手动运行模式
立体料库单元故障或需要加急部品对应时，采用冲床单体手动运行模式。通过人工手动上下料来进行冲床单机加工以满足客户生产要求。冲床作为一个独立单元也可使用。
图11 冲床单体手动运行模式
折弯单体手动运行模式
折弯机器人自动折弯不可对应的工件，加急部品折弯工件等需要加工或折弯机器人发生故障时可采用折弯机单体模式。
图12 折弯单体手动运行模式
结束语
随着国内劳动人口的减少，人工费用的上涨，对钣金自动化系统的要求会越来越多。从少种多量演变成多种少量的生产模式时，对自动化设备的柔性及通用性需求也不断升级，设备投资成本的回报更加重要。村田机械为应对各行各业客户的需求，采用主机进口设备与国产设备相结合，来解决客户的自动化变量生产及柔性化需求，并大幅度降低初期投资成本。希望此次介绍的“村田自动柔性化冲、折加工生产线”能给各位带来一些参考。
刘克端
作者简介：销售技术科助理经理，日本二级技能士。一直从事钣金自动化及钣金软件的设计及销售工作。与国内外专家一起探讨设计过数条自动化、柔性化、智能化钣金加工线。为满足国内广大客户的需求，正努力推动村田中国制造的钣金自动化设备。
——摘自《钣金与制作》 2019年第8期
