本文介紹了沖壓加工領域中影響生產效率和生產工藝安全性以及與低成本生產方法之間所存在的問題。

    歐洲、美國和新加坡的沖壓加工行業面臨著同樣的問題。生產成本遠遠高于中國及其他所謂低成本生產的國家。那么，我們面臨的所有壓力，其最終答案是由于低成本所造成的嗎？絕對不是這樣！還有很多其他的因素，例如缺少培養有素的員工、生產技術和現代化的組織機構。

    此外，這問題并不是針對一些簡單的沖壓產品，而是較復雜的沖件產品。生產量越大、沖壓產品的壽命周期越長，對生產廠商就越有利。在他們面前存在著許多高效生產的可能性，例如他們可采用較高程度的自動化生產、綜合性生產工藝和新的工具技術等，以下僅舉幾個例子加以說明。

    談到較高程度的自動化和綜合性生產工藝，我們知道激光焊接工藝可以在沖壓模具內裝配和焊接汽車連接器內的彈簧。在沖壓加工后，客戶就可以完成一個連接器的成品。這可以使生產成本大幅度下降，而更重要的是可以大大提高零件的質量。

    在汽車行業中，1PPM的零件廢品率可以說是絕對最高的要求，這也為加工生產提供了極大的挑戰，布魯德爾(BRUDERER)的高速沖技術完全可以達到這樣的質量水準。還有在線激光標記刻印機，每分鐘可刻印1400個連接器。根據汽車制造商的要求，每個零件上都要刻印標記，以便對零件整個生產工藝的質量進行跟蹤。該激光裝置可用于所有進貨件的標記刻印，并對零件進行客戶化編碼。

    這里僅舉兩個例子說明，如何通過提高生產效率和自動化水平來降低生產成本。

    模具監控系統

    今天，為了保證沖壓工藝的安全性和精確性，對越來越復雜的沖壓模具實施監控是至關重要的。這不但有利于保證優質產品的穩定性，而且可以防止模具和沖床遭到損壞同時減少停機時間，也可以避免造成巨大的經濟損失。毫無疑問，制造商的目標是為了提高產量和降低生產成本。此外，除了正常的模具保護裝置之外，布魯德爾(BRUDERER)公司還專門為滑塊的定位控制提供了另一個非常有效的保護系統，以便達到上述的全部保護目標。

    該系統的模擬傳感器在沖壓模具中的一處或多處測量滑塊下死點(BDC)的位置情況，換句話說，就是盡可能接近沖壓工藝的實際位置。傳感器是以這樣方式定位的：首先測量上模脫料板的距離，然后與輸入極限值進行比較。如果脫料板的測量值超過了設定的極限值，那么沖床就會在幾個毫秒內自動停止運行。

    布魯德爾(BRUDERER)公司提供的沖床一般在操作速度為1000SPM時能在一轉范圍內停止。這有利于對機床的保護，特別是對沖模的保護，避免因跳屑而遭受的損失，甚至還有可能發生更糟的情況，例如因誤送所造成疊料問題。到目前為止，這種方法還是以獨立的配置形式使用的，但現在用戶可以將這種下死點測量系統應用在沖床控制系統之中了。

    由于早就在高性能沖床中廣泛應用高精度和高靈敏度傳感器，因此可以使公差尺寸保持在很窄的極限范圍內。總之，將公差尺寸保持在0.01mm以下是絕對沒有問題的。渦流傳感器在速度上沒有限制，其使用速度范圍可達2000spm。

    控制系統的編程和使用非常簡單，對用戶而言，可以不解自明。脫料板與下死點之間的距離可按照“導入”的方式設置。也就是說，當操作人員在沖床運行幾個沖程后,控制系統將設置沖程最終的平均值作為下死點的最佳距離。在連續沖壓模式狀態下，將基準值以及實際值進行比較，而且還可以在屏幕上顯示，讓操作人員了解確切的工藝狀況。在裝有B控制系統的機床上可使用多達8個傳感器。在舊式機床上，也可采用B控制系統，以便重新配置下死點位置控制系統。

    滑塊位置的監測和調節

    在沖壓加工過程中，對滑塊的高度進行調節是布魯德爾(BRUDERER)公司發明的BSTA沖床所具有的一個獨特性能。這種性能可以使操作人員在任何條件下都將下死點位置保持在0.01mm的狹窄公差范圍之內。不管機床在什么樣的速度和溫度條件下運行，零件的質量始終保持穩定的狀態。每當生產速度確定之后，溫度的變化對零件的質量影響最大。因為在生產過程中，不但機床的溫度會逐漸提高，而且沖壓模具的溫度也會逐漸升高。采用渦流傳感器系統測定下死點位置時，機床會自動地調節其本身和模具在升溫過程中發生的位置變化。

    下死點控制系統與滑塊在運行過程中的調節功能相互結合，使用戶有機會在任何時候都可以將下死點位置保持在很小的公差尺寸范圍之內。

    沖床沖裁力的監控

    另一項工藝安全措施是對沖床的沖裁力進行監控。布魯德爾(BRUDERER)公司提供了2個或4個通道的沖裁力測定方案。這種方法可用作過載保護和工藝控制。在第一種情況之下，由于過載會使機床停止運行，其主要作用是減少機床和模具的受損風險。警報觸發時而讓機床停止運行的極限值可供編程設置，并儲存到模具數據存儲器中。

    第二個優點是可檢查沖床和下模的狀態，因此能夠讓用戶以主動出擊代替被動應付的狀態。所謂被動應付是指沖件已經出現了看得見的質量問題，并且該沖壓件即將報廢。主動出擊就是在出現問題前讓機床停止運行，這樣就不會造成生產損失，這種停產是可以按照計劃進行的。

    配有B控制系統的機床具有沖裁力的記錄功能。在記記憶體中，儲存著沖床最后一次沖壓的數據，根據需要可以重新調取使用。這組數據有助于分析評價缺陷原因。最后一次沖壓所顯示的負荷曲線也有助于提高今后的生產速度。例如，模具制造商可以計算出脫料板的彈簧是否“擺動”，因而提早發現問題、解決問題等。

    正如所看到的，沖床的沖裁力監控已成為質量控制的一個部分。如果沖床因過載而停機，操作人員就可以檢查模具，從而可確保在收料盤上不會出現任何損壞的零件。

    工藝數據的匯集和管理

    如果有人向生產經理問到在哪些地方需要優先改進沖壓工藝的有關問題，那么可能會得到不同的答案。有的人會說，缺少人手是一個最大的問題，另外一個人會說缺少材料是一個瓶頸問題，而第三個人覺得找到合適的沖壓模具是最大的問題。那么究竟誰說的正確呢？最好問問你自己，你的答案是什么？你知道答案嗎？

    隨著沖床的輸出信號被輸入到各個數據采集系統中，操作人員或生產經理就有機會找到上述問題的答案了。根據停機時的有關信息和統計資料，用戶就會有改善沖壓生產工藝的可能性。根據我們的經驗，如果常年使用這個系統的話，提高5%的生產率是絕對沒有問題的。

    提高生產率可以采取各種方法和措施。上述所有的優秀特性都被集中到B-Essential控制系統之中，這個系統是專為BSTA 200-60BE型沖床而設計的。這個控制系統與高性能沖床結合在一起，有利于幫助用戶保持有利的競爭地位，并且提高沖壓制程的精度。

    BSTA 200-60BE Essential型沖床是專為生產小型高精密沖件廠商設計和制造的。

    市場的需求已經發生了相當大的變化，BSTA 200-60BE型沖床正是迎合了這種多變的需求。在經過徹底和精確的市場調研以及與全世界多家客戶商談以后，用戶的要求不僅在機床的本身，而且在機床的新控制系統和送料裝置的設計方面也得到了提升和實現。

    在過去5年中，在那些必須采用沖壓加工的大量高精密微型沖件生產領域，例如電子、手表制造和汽車行業，所有事情都發生了巨大的變化。需要沖壓加工的材料越來越薄、送料長度越來越短、所要求的精度越來越高、市場價格的壓力越來越大。

    此外，隨著沖壓工藝發展而出現的新工藝，例如元件的組裝或沖壓件嵌入注塑成型，都要求其達到從未有過的高精度，首先是要求達到的是最高的重復精度。

    自動沖床

    針對以上沖壓領域，所需的沖栽力并不是一個關鍵性的問題。大部分應用領域中所需的沖栽力只有幾噸。因此，布魯德爾(BRUDERER)新沖床設計的沖栽力保持在200kN范圍內。這就意味著新型沖床可以在上面提到的20t沖栽力范圍內連續操作，不會影響精度以及機床和模具的使用壽命。

    另一個特點是沖栽力為20t的沖床驅動系統采用了雙連桿傳動機構。這大大提高了沖壓工藝的穩定性和加工精度。此外，在BSTA 200-60BE型沖床中實現了獨特的滑塊調節功能，這種調節裝置能夠在沖壓過程中，自動地補償下死點區域所產生的任何偏差。

    因此，不管速度和溫度如何變化，滑塊的下死點始終能夠保持在最小的公差范圍內。這種特點變得越來越重要，因為像嵌入注塑成型或組裝等二次工藝對沖壓件提出了更高的精度要求。為了保證生產線的順利生產，沖壓件的尺寸是不允許有任何變化的，只有采用下死點的偏移值補償裝置才能得到保證。顯然，沒有其他的任何一個特點像這個功能一樣，對零件的質量具有更直接的影響。

    眾所周知，滑塊導向元件的設計和位置對模具使用壽命起著決定性的影響。模具的使用壽命是影響成本費用的最重要因素，它直接影響到產量、服務、成本和生產效益。目前有很多不同的解決方案用于分析各生產廠家的設計。

    布魯德爾(BRUDERER)沖床的導向系統與條料在同一個水平面上，對沖床系統熱膨脹沒有靈敏的反應，導向系統間隙極小。 BSTA 200-60BE型沖床的導向元件安裝在沖床立柱的里面。他們的設計方式能夠保證滑塊傾斜點（滑塊系統的旋轉點）與材料送料處于同一平面上。一個由液壓動力潤滑系統提供的液壓靜力可使傳動幅間隙降低到接近零點的水平，其特殊的設計布局可補償任何熱膨脹系數，延長導軌的使用壽命。

    另一方面，普通導向系統的典型布置顯示，滑塊的傾斜中心遠在送料系統之上，在偏心負荷的情況下這將會導致沖頭中心偏移位置。而且，對溫度的補償幾乎沒有可能，間隙將總是比較大，因而滑塊只能通過模具導柱進行導向。

    現代的高精度沖模帶有由碳化鎢合金制成的沖裁元件和接近于零的切削間隙，公平的說，如果沒有精確的滑塊導向系統，那么這種沖模的使用將永遠是不可能的。

    由于送料長度縮短,沖壓工部增多，沖模越來越長, 決定了BSTA 200-60BE型沖床的模具臺面長度為600mm。另外，BSTA 200還提供模具臺面長度為700mm的自動沖床。標準型自動沖床的設計采用固定式沖程。這主要是為了滿足亞洲市場的需要，因為那里的沖床主要用于電子元件的生產。它也提供可調式沖程為可選項，以滿足其他市場的需要。沖床最小的固定沖程為8mm，該機床的工作速度可達2 000spm。

    送料裝置

    BBV 180型滾筒式送料裝置通過驅動軸機械驅動。對用戶有很多益處，送料裝置的設計和其幾何形狀使材料厚度沒有必要進行調節。不管工藝需要什么樣的條料，其厚度已經確定。這種加工方法有利于降低因錯誤設置而造成的風險，而且也有利于在模具更換的時候減少調試設定的時間。它允許快速、簡潔地更換滾筒，從而提高了沖床的工作靈活性和生產效率。

    由于越來越多的客戶開始使用靈敏的和0.1mm以下的薄材料，因此條料的導向往往成了一個很大的問題。這個問題常常使工作速度下降，并導致更多模具和誤送的問題。送料裝置離模具的距離越遠，其產生的問題越大。

    由于這個原因，布魯德爾(BRUDERER)公司與日本三共（Sankyo）公司合作開發了一款專門為此設計的夾式送料裝置。這種VGB 20MH型專用夾式送料裝置安裝于導向支架之間，也就是說，其安裝位置更加接近沖模。然后再結合使用表面阻力較小的專用帶料導向工作臺，能夠減少，甚至解決帶料導向所存在的問題，這種問題往往是在使用很薄的敏感材料時發生的。

    另一個優點是，以機械傳動代替了皮帶傳動。其驅動軸具有很高的抗磨損特性，而且完全沒有間隙，這種特性可以使機床以較高的速度起動。而且，新型送料裝置與機床公用同一個潤滑系統，提高了設備整體的使用壽命，并減少了維修服務所需的停機時間。

    B-Essential系統滿足了現代控制技術所需的全部要求，而且易于操作。操作員可以通過12″的觸摸屏迅速地，并以完美的結構形式輸入所有相關的信息，或者在沖壓生產過程中更新和優化這些數據。

    引導式的操作系統更主要的是集中在操作人員的能力上，其次才是機床的自動化。像動態下死點控制或自動上死點停止控制等的所有特性由控制系統內部執行。為滿足動態滑塊高度補償的特性需要，開發了一種新型動態下死點控制系統。根據模具的個別參數，這種動態下死點糾正裝置可允許在沖壓過程中來設置滑塊的補償值。

    用戶也可將大量的模具設定值儲存到模具數據存儲器內，這樣可以簡化模具的重新設置，使錯誤設置的風險降低到最低，而且也可以使模具重新設置所耗費的時間減少到最低。因此，有利于提高產量，并且可以更大程度地提高沖壓生產線的利用率。
    控制系統的硬件是以這樣方式配置的：系統內取消了一切旋轉元件，例如像通風機和硬盤。這有利于使硬件的故障風險減少到最低，從而更好地提高機床的性能和可靠性。