汽车纵梁数控冲孔新技术
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汽车纵梁冲孔数控生产线自动编程系统ActiveX Automation技术的应用
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削量大 ，同一加 工路线要反复切削 多次 ，此时可利 用固定循环功能 ， 用 一个 程 序 段 实 现通 常 由 于 ３ ～
Ｃ ＤＣ Ｍ Ａ ／Ａ 系统 的开发正伴随着计算机软硬件技术的高速发展 向着更
高 、更深层次 的方向发展 。汽 车纵梁 中孔生产线 自动编程软件是～个
典型的Ｃ Ｄ Ａ 系统。它采用Ａｔｖ￣ｕｏ ａｉｎ Ａ／ Ｍ Ｃ ｃｉ ｅ ｔ ｍ ｔｏ 技术 ，在Ｗｎ ｏｓＴ ｉｄｗ Ｎ 操作
１ 多个程序段指令才 能完成 的加工 ０ 路 线。并且在重复切 削时 ，只需要
改变相关数值即可。这个固定 循环
系统或Ｗｎ ｏ ｓ０ ０ ｉｄｗ ２０ 操作系统上运行 。汽车纵梁结构工程图形设计可以
Ａ ｔＣＤ ｕ ｏ Ａ 软件 的二次开 发。根 据开发周 期短 、见效快、系统稳定性好
面相 同。这 种 方 法 的优 点是 有 效
避免 刀具 的损耗 ，但 是Ｒ 的计算 稍
微复杂 ：
和功能强等原则 ，专用的汽车纵梁冲孔生产线Ｃ Ｍ Ａ 系统一般采 用通用
ＣＤ Ａ 系统 的二次开发。
专用的汽车纵梁冲孔生产线Ｃ Ｍ Ａ 系统 采用的技 术路线是增加原菜
对简化程序非常有效。
形 、数据、程序等） 、传递 、加工处理 的全过程。
汽车 底盘是支承 、安装汽 车发动机及 其各部件 、总成 ，形成 汽
车 的整体造型 ，接受发动机的动力使汽车产生运 动 ，并保证正常行驶 的重要汽车部件 。汽车底盘纵梁 孔生产线 ，是汽车底盘 多品种小批 中 量生产 的关键设备。欧洲在２ 世纪８ 年代后期 ，开始在汽车底盘纵梁 Ｏ Ｏ
足不 了汽车纵 梁冲 孔数控生产线 的过滤式 、分段局部优化、相 同刀具
削量大 ，同一加 工路线要反复切削 多次 ，此时可利 用固定循环功能 ， 用 一个 程 序 段 实 现通 常 由 于 ３ ～
Ｃ ＤＣ Ｍ Ａ ／Ａ 系统 的开发正伴随着计算机软硬件技术的高速发展 向着更
高 、更深层次 的方向发展 。汽 车纵梁 中孔生产线 自动编程软件是～个
典型的Ｃ Ｄ Ａ 系统。它采用Ａｔｖ￣ｕｏ ａｉｎ Ａ／ Ｍ Ｃ ｃｉ ｅ ｔ ｍ ｔｏ 技术 ，在Ｗｎ ｏｓＴ ｉｄｗ Ｎ 操作
１ 多个程序段指令才 能完成 的加工 ０ 路 线。并且在重复切 削时 ，只需要
改变相关数值即可。这个固定 循环
系统或Ｗｎ ｏ ｓ０ ０ ｉｄｗ ２０ 操作系统上运行 。汽车纵梁结构工程图形设计可以
Ａ ｔＣＤ ｕ ｏ Ａ 软件 的二次开 发。根 据开发周 期短 、见效快、系统稳定性好
面相 同。这 种 方 法 的优 点是 有 效
避免 刀具 的损耗 ，但 是Ｒ 的计算 稍
微复杂 ：
和功能强等原则 ，专用的汽车纵梁冲孔生产线Ｃ Ｍ Ａ 系统一般采 用通用
ＣＤ Ａ 系统 的二次开发。
专用的汽车纵梁冲孔生产线Ｃ Ｍ Ａ 系统 采用的技 术路线是增加原菜
对简化程序非常有效。
形 、数据、程序等） 、传递 、加工处理 的全过程。
汽车 底盘是支承 、安装汽 车发动机及 其各部件 、总成 ，形成 汽
车 的整体造型 ，接受发动机的动力使汽车产生运 动 ，并保证正常行驶 的重要汽车部件 。汽车底盘纵梁 孔生产线 ，是汽车底盘 多品种小批 中 量生产 的关键设备。欧洲在２ 世纪８ 年代后期 ，开始在汽车底盘纵梁 Ｏ Ｏ
足不 了汽车纵 梁冲 孔数控生产线 的过滤式 、分段局部优化、相 同刀具
基于双冲的汽车纵梁数控冲孔线技术研究
以汽 车 纵 梁 双 主 机 腹 面 数 控 冲孔 线 为 例 ， 介 绍 双 冲 的 加工 系统 和方 法 ， 实 现 ｕ形 梁 的 高 速 高 精 度 加 工 。
的 缺 陷 是 生 成 程 序 的 冲 孔 次 数 比较 多 ，加 工 运 行 的
时间长 ， 效率 低 。
２ 双 冲 技 术 的 组 成 及 特 点 １ 传 统 技 术 的 组 成 及 特 点
图 １ 传统技术 的系统框图
传 统 技 术 只 有 单 冲 适 配 ，形 成 三 种 冲 孔 方 式 即
小 主机 单 冲 、 大 主 机单 冲 、 大 小 主 机 同时 冲 ， 它 存 在
和 效 率 的要 求 也 越 来 越 高 ， 现 有 的 冲孔 方 法 已不 能 满
足 目前 汽 车行业 对 冲孔精 度 和效率 的要求 。本 文将
的 送 进 过 程 中 ，有 许 多 因 素 如 不 同 工 位 相 同 尺 寸 的
模 具 的安装 误差 、 丝杠 的重 复定位 精度 等 ， 都 能 影 响 冲孔精 度 。
随 着 汽 车 行 业 自主 研 发 与 技 术 创 新 的 多 品 种 高 品 质 重 型 车 的标 准 化 和 系 列 化 ，对 车 架 的 冲 孔 精 度
文章 编 号 ： １ ６ ７ ２ — ０ １ ２ １ （ ２ ０ １ ３） ０ ６ — ０ ０ ３ ６ — ０ ３
基 于 双 冲 的 汽 车 纵 梁 数 控 冲 孔 线 技 术 研 究
周 丽 丽 ，韩 学 军 ，寇 荟 阔
（ 济 南 铸 造 锻 压 机 械 研 究 所 有 限公 司 ， 山东 济 南 ２ ５ ０ ０ ２ ２）
图 １是 传 统 技 术 的 系 统 框 图 ， 由 Ｃ ＡＤ 图 形 读 取
的 缺 陷 是 生 成 程 序 的 冲 孔 次 数 比较 多 ，加 工 运 行 的
时间长 ， 效率 低 。
２ 双 冲 技 术 的 组 成 及 特 点 １ 传 统 技 术 的 组 成 及 特 点
图 １ 传统技术 的系统框图
传 统 技 术 只 有 单 冲 适 配 ，形 成 三 种 冲 孔 方 式 即
小 主机 单 冲 、 大 主 机单 冲 、 大 小 主 机 同时 冲 ， 它 存 在
和 效 率 的要 求 也 越 来 越 高 ， 现 有 的 冲孔 方 法 已不 能 满
足 目前 汽 车行业 对 冲孔精 度 和效率 的要求 。本 文将
的 送 进 过 程 中 ，有 许 多 因 素 如 不 同 工 位 相 同 尺 寸 的
模 具 的安装 误差 、 丝杠 的重 复定位 精度 等 ， 都 能 影 响 冲孔精 度 。
随 着 汽 车 行 业 自主 研 发 与 技 术 创 新 的 多 品 种 高 品 质 重 型 车 的标 准 化 和 系 列 化 ，对 车 架 的 冲 孔 精 度
文章 编 号 ： １ ６ ７ ２ — ０ １ ２ １ （ ２ ０ １ ３） ０ ６ — ０ ０ ３ ６ — ０ ３
基 于 双 冲 的 汽 车 纵 梁 数 控 冲 孔 线 技 术 研 究
周 丽 丽 ，韩 学 军 ，寇 荟 阔
（ 济 南 铸 造 锻 压 机 械 研 究 所 有 限公 司 ， 山东 济 南 ２ ５ ０ ０ ２ ２）
图 １是 传 统 技 术 的 系 统 框 图 ， 由 Ｃ ＡＤ 图 形 读 取
汽车纵梁数控冲孔设备在汽车行业的应用
孔作业。Ｕ形梁冲孔线 的使 用，提高 了生产 节拍，增 术跟进， 目前国内唯一 的 Ｕ形梁； 孔线设备供应商， 是 中 加 了产 能， 也有效 的解决摇臂钻床 带来 的 “ 瓶颈效应 ” ， 并保持着 Ｕ形 梁冲孔线 的技术优 势，根据国内汽车厂
实 现产 能 目标 ：
商对不 同纵梁 的加工要 求，拥有针对 Ｕ形 梁制孔 作业
■
装配质量 、如何 适应客户 的个性化 车架需求成 为国内 配 套 厂 得 到 了 广 泛 的 应 用 ， 解 决 了 车 架 连 接 板 制 孔 低 汽车 工业 尤其是轻卡、重卡汽车 制造商着力要 实现 的 精度、低效 率的瓶颈。 目标 。在新 的 目标形势下，传统 的纵梁制孔工艺 （ 压 纵梁 冲孔 设备，根 据汽 车纵 梁制孔 工艺 的不 同， 力机成型 制孔、摇臂钻床碟钻靠模 制孔等）带来 了更 可分 为平板 冲孔 线、Ｕ形梁 冲孔线 两大 类。 自 ２ ０ ００ 多 的 “ 颈 ” 问题 ： 瓶 年以来，该两种形式 的冲孔线在 国内各 大汽车厂，如 ａ 压力机成型制孔 ： ． 压机模具成本太高，模具加
配 备 自动 上下 料 的 ＴＰ ０型 系 列 数 控 液 压板 料 冲孔 机 ８
第０期 数控机床市场 ・ ５・ ２ ２
目
单 机 作 业的 ＴＰ ０ 数 控 液 Ｊ 板 料 冲孔 机 ８ 硅
Ｓ ＴＢｌ ０ １ Ｐ ２ － ２型 数 棺 平 顿 纵 梁 冲 孔线 （ 字形 主 机 结 构 配 有液 压 系 回 统总成）
该设 备是 一 种高 精度 高 效率 的 中厚 度板 材 加工 Ｓ Ｐ １ ０系 列 和 Ｓ Ｔ １ ０系 列 汽 车 纵 梁 平 板 Ｔ Ｋ ２ Ｐ Ｂ ２ 设备， 设计 结 构 合理， 性 能优 越，采 用 国际 一流 的 数控冲孔线是 目前平板； 中孔线 中主要的两种机 型。该 Ｆ Ｎ Ｃ数 控系统， 自动编程软 件支持 多种格式 图形 种类设备是专 门为汽车车 架主纵 梁、衬 梁的平 板毛坯 Ｕ Ａ 文件， 自动生成 的加 工程序 简单明了，极大的方便 了 ； 孔 而设计 的一种 高效、高精度的板材 自动化加工设 中 用户。液压系统采用独特 的双缸串联结构，系统根据 备， 上料、下 料、板料 的定位 及送进 、模具 的选择、 提供的板材参数， 自动转换单 双缸工作模式，有效 的 冲压过程 的实现 以及故障报警等均能够通过数控系统 降低了能耗，从而 为用户 降低 了生产成本。模具采用 直列式结构，大大 的缩短 了换模 时间，从 而提高 了整 机 的工作效率。 送进传 动部件 配置精 良，Ｘ轴、Ｙ轴 控制 自动 完成 。配 有高效 的 自动上下料系统，采用国 际一 流的 Ｆ Ｎ Ｃ数控 系统， 高可靠性的 Ｃ Ｃ技术， Ｕ Ａ Ｎ
汽车纵梁柔性加工的新技术
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汽 车 纵 梁 柔 性 加 工 的新 技 术
赵 加 蓉
（ 南 铸 造 锻 压 机 械 研 究 所捷 迈 数 控 公 司 ， 东 济 南 ２ ０ ０ ） 济 山 ５ １ １
随着车 型 的更 新 换 代 速度 不 断 加 快 ， 车 的生 汽
２ ０ 年 ５月 为 安 徽 江 淮 汽 车 股 份 有 限 公 司 生 产 的 ０１ Ｓ Ｐ８ １ ＴＰ 一０ ０型 闭 式 床 身 转 塔 模 具 结 构 形 式 的 数 控
生产 率 低 ， 且 精 度 差 ， 动强 度 极 大 。 因此 ， 种 而 劳 一 新 型高 精度 、 高效 率 的数控 柔性 化 加工 设备 在近 四 、
五年里 在汽 车行 业 中 得 到 了 越来 越 广 泛 的 应 用 ， 这
就是汽 车纵 梁数 控 冲孔生 产线 。 汽 车纵 梁 数控 冲孔 生产 线 是一 种 数控 自动 化 、 柔性化 生 产制 造设 备 ， 通 过应用 计算 机控 制技 术 ， 它
所开 发 的最 早 ， 发 品 种 最 多 。为 满 足 不 同 用 户 开
送 进 Ｘ轴定 位 （ 密齿 轮 齿 条 伺 服 驱 动 ） 精 主机 Ｙ 轴 定 位—— 过滤式 冲孔 —— 纵 梁至下 料 位—— 纵 梁 自
动下料 （ 盘下 料 ） 吸 —— 废 料 自动 输 出 。 生产 线 主要技 术参 数 ：
厂 家来 说 ， 主要 是靠 几 千 吨 的大 型压 力 机 一 次 冲压 成型 ， 这种 大型 压力 机 的投资 巨大 ， 而针 对 一种 车型 的一套 冲压成 型模 具从 设计 到生 产 ， 周期 比较 长 ， 制 造成 本也 很 昂贵 。而对 于 中小型 汽 车生产 厂 家就 只
能靠 使用 摇臂 钻 床划线 靠模 来人 工 完成 。不 仅劳 动
汽 车 纵 梁 柔 性 加 工 的新 技 术
赵 加 蓉
（ 南 铸 造 锻 压 机 械 研 究 所捷 迈 数 控 公 司 ， 东 济 南 ２ ０ ０ ） 济 山 ５ １ １
随着车 型 的更 新 换 代 速度 不 断 加 快 ， 车 的生 汽
２ ０ 年 ５月 为 安 徽 江 淮 汽 车 股 份 有 限 公 司 生 产 的 ０１ Ｓ Ｐ８ １ ＴＰ 一０ ０型 闭 式 床 身 转 塔 模 具 结 构 形 式 的 数 控
生产 率 低 ， 且 精 度 差 ， 动强 度 极 大 。 因此 ， 种 而 劳 一 新 型高 精度 、 高效 率 的数控 柔性 化 加工 设备 在近 四 、
五年里 在汽 车行 业 中 得 到 了 越来 越 广 泛 的 应 用 ， 这
就是汽 车纵 梁数 控 冲孔生 产线 。 汽 车纵 梁 数控 冲孔 生产 线 是一 种 数控 自动 化 、 柔性化 生 产制 造设 备 ， 通 过应用 计算 机控 制技 术 ， 它
所开 发 的最 早 ， 发 品 种 最 多 。为 满 足 不 同 用 户 开
送 进 Ｘ轴定 位 （ 密齿 轮 齿 条 伺 服 驱 动 ） 精 主机 Ｙ 轴 定 位—— 过滤式 冲孔 —— 纵 梁至下 料 位—— 纵 梁 自
动下料 （ 盘下 料 ） 吸 —— 废 料 自动 输 出 。 生产 线 主要技 术参 数 ：
厂 家来 说 ， 主要 是靠 几 千 吨 的大 型压 力 机 一 次 冲压 成型 ， 这种 大型 压力 机 的投资 巨大 ， 而针 对 一种 车型 的一套 冲压成 型模 具从 设计 到生 产 ， 周期 比较 长 ， 制 造成 本也 很 昂贵 。而对 于 中小型 汽 车生产 厂 家就 只
能靠 使用 摇臂 钻 床划线 靠模 来人 工 完成 。不 仅劳 动
汽车纵梁及边框数控冲孔线的电气设计
中 图 分 类 号 ： Ｇ３ ５ ９ Ｔ ８ ． 文 献 标 识 码 ： Ｂ
１
概 述
汽 车 纵 梁 及 边 框 冲 孔 线 （ １ 是 我 公 司 为 一 汽 图 ） 四环汽 车股 份有 限公 司 开发研 制 的 ， 以加工 轻 、 用 中 型 卡 车 上 的 Ｕ 形 纵 梁 及 Ｌ形 边 框 上 的 各 种 孔 ， 有 设
目前 ， 内 生 产 的汽 车 纵 梁 生 产 线 ， 要 是 借 鉴 国 主 多 家 汽 车 厂 引 进 的 比利 时 索 能 公 司生 产 的 汽 车 纵 梁
数 控生 产线 ， 主要 应 用在 重型 卡车 的底 盘纵 梁 上 ， 其
Ｃ ３ Ｐ ４１与 上 位 计 算 机 联 接 ， 料 、 料 和 主 机 单 元 分 上 下
别 挂 在 从 站 模 块 Ｉ １ ３ １上 ， 作 为 关 键 定 位 控 制 Ｍ ５— 而
加 工 的 冲 孔 数 量 及 种 类 较 多 ，且 孔 分 布 在 纵 梁 三 面
上 ，其 相 对 位 置 精 度 要 求 非 常 高 ， 整 体 设 计 较 为 复 杂 。 我 公 司 设 计 的 生 产 线 主要 针 对 规 格 较 小 的纵 梁
的 定 位 模 块 Ｆ ５ — 则 放 置 在 电 气 柜 内 带 冗 余 的 Ｍ３ ７ ２
从 站 模 块 Ｉ １ ３ ２上 ， 它 来 控 制 三 个 伺 服 轴 完 成 Ｍ ５－ 由
送料 夹钳 及 主机 的定 位 功能 ，伺服 电机 和驱 动 器也
及 边 框 ， 孔 种 类 相 对 少 ， 需 一 面 冲 孔 ， 此 ，
３
软件 设计
作者 简 介 ： 沈 宏 （ ９ ２ ） 女 ， 程 师 １７一 ， 工
３１ Ｐ Ｃ控 制 程 序 ． Ｌ
１
概 述
汽 车 纵 梁 及 边 框 冲 孔 线 （ １ 是 我 公 司 为 一 汽 图 ） 四环汽 车股 份有 限公 司 开发研 制 的 ， 以加工 轻 、 用 中 型 卡 车 上 的 Ｕ 形 纵 梁 及 Ｌ形 边 框 上 的 各 种 孔 ， 有 设
目前 ， 内 生 产 的汽 车 纵 梁 生 产 线 ， 要 是 借 鉴 国 主 多 家 汽 车 厂 引 进 的 比利 时 索 能 公 司生 产 的 汽 车 纵 梁
数 控生 产线 ， 主要 应 用在 重型 卡车 的底 盘纵 梁 上 ， 其
Ｃ ３ Ｐ ４１与 上 位 计 算 机 联 接 ， 料 、 料 和 主 机 单 元 分 上 下
别 挂 在 从 站 模 块 Ｉ １ ３ １上 ， 作 为 关 键 定 位 控 制 Ｍ ５— 而
加 工 的 冲 孔 数 量 及 种 类 较 多 ，且 孔 分 布 在 纵 梁 三 面
上 ，其 相 对 位 置 精 度 要 求 非 常 高 ， 整 体 设 计 较 为 复 杂 。 我 公 司 设 计 的 生 产 线 主要 针 对 规 格 较 小 的纵 梁
的 定 位 模 块 Ｆ ５ — 则 放 置 在 电 气 柜 内 带 冗 余 的 Ｍ３ ７ ２
从 站 模 块 Ｉ １ ３ ２上 ， 它 来 控 制 三 个 伺 服 轴 完 成 Ｍ ５－ 由
送料 夹钳 及 主机 的定 位 功能 ，伺服 电机 和驱 动 器也
及 边 框 ， 孔 种 类 相 对 少 ， 需 一 面 冲 孔 ， 此 ，
３
软件 设计
作者 简 介 ： 沈 宏 （ ９ ２ ） 女 ， 程 师 １７一 ， 工
３１ Ｐ Ｃ控 制 程 序 ． Ｌ
带有红外检测功能的汽车纵梁平板数控冲孔线——板材FMC
组成 部 分 ： 自动 上 料 装 置 、 自动 冲 孔 主 机 、 自动 卸 料
装置 、 控 （ Ｃ 单元 以及废 料排 出装 置 。 图 １ 数 Ｎ ｕ） 见 所
（ ） 机 操作 方式— —用 于设 备补 孔加 工 ， ２单 由操
作 者 通 过 键 盘 输 入 和 专 用 按 钮 实 现 ｍ 机 动 作 。设 备 －
行 。该 种 操 作 方 式 被 称 为 在 线 操 作 方 式 即 自动 化 生
产。
梁 平 板 数 控 冲孔 线 。 管 国 内 生 产 厂 家 不 同 ， 备 的 尽 设 组 成 各 有 特 色 ，但 是 基 本 组 成 和 主 要 技 术 参 数 都 大
同小 异 。
２１ 设 备 的 组 成 ． 汽车 纵梁平 板数 控 冲孔线 可 以简单归 纳 为五个
汽车 纵梁 平板 数控 冲孔线 的 主要 技术 参 数 （ 见
调 试 也 用 此 种 操 作 方 式 。该 操 作 方 式 又 称 为 离 线 型 操作 方式 。
期 ：０ １ ０ — ９ ２１－８２
４ 汽 车 纵 梁 平 板 数 控 冲 孔 线 的 对 中 装 置 和 销 孔 定 位 装 置
数
材 的加 工过程 全部 完成 。
（ ） 冲 孔 板 材 的 补 孔 工 作 流 程 ： 冲 孔 平 ２ 已 已
卡 车纵 梁 平 板 坯 料 经 冲孔后 折 弯成 Ｕ字 型纵
梁 ，纵 梁 上 需 加 工 多 达 ３ ０个 尺 寸 和 形 状 不 同 的 安 ０
板 经 对 中装 置 完 成 对 中 后 ， 钳 夹 紧 板 材 ， 后 执 行 夹 然
文 章 编 号 － ６ ２ ０ ２ （０ ０ — ０ ８ ０ １ ７ — １ １２ １ ） ６ ０ ２ — ５ １
浅谈汽车底盘纵梁冲孔加工设备的应用与前景
参 考 文 献 ： ［１］ 宋 曙平．一种新 型的 Ｕ形梁 物料 管理生产线 ［Ｊ｝．锻 压装备 与制造
技 术 ，２０１５，５０（１）． ［２】 何 梦辉．新型汽 车纵梁数控平板 冲孔线 『Ｊ１＿ＡＩ汽车制 造业 ，２００８，
（７）． ［３］ 迟 志波．国内汽车纵梁数 控 冲孑Ｌ生 产线 的发 展动 向Ｉ Ｊ１．数控 机床
优 势 ，与传 统钻 孔 工艺 的低 效率 、低 质 量 （孔 毛刺 大 、 上 ，孔 加 工 设 备 中 ，按 工 艺 比例概 算 ，平 板 冲市 场 占
孔 位偏 差 大 ）、后 续 工序 工 作量 大 且质 量 问题 多 等 缺 有率 约 为 ５０％～６０％，Ｕ形 冲 占有率 约 为 ３０％～４０％ ，
了加工 时 间 ，单 件 加工 时 间 由原来 的 ９～１４ｍｉｎ首次 进入 ３ｍｉｎ，与 国外 设 备相 当 。引来 国 内各卡 车 、客 车 制造 企 业竞 相采 购 ，进 口设 备 连续 ４年都 无 国内销 售 纪录 。近 两年 ，随着 国 内市场 人 工成 本 升高 ，以及 国内外 市场 对设 备 自动 化 的需 求 ，相 关企 业 着手 准 备对现有设备的 自动化改造 ，新项 目规划也开始主 要考 虑 自动线 项 目。传 统钻孔 工艺 已难 以生 存 ，面临 淘 汰 。
（Ｊｉｎａｎ Ｆｏｕｎｄｒｙ ａｎｄ Ｍｅｔａｌｆ ｏｒｍｉｎｇ Ｍａｃｈｉｎｅｒ ｙ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｃｏ．Ｌｔｄ．，Ｊｉｎａｎ ２５０３０６，Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｐｕｎｃｈｉｎｇ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｆｏｒ ｔｈｅ ｔｒｕｃｋ ｃｈａｓｓｉｓ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｓｉｍｐｌｙ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ａｎｄ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｔｅｘｔ．Ｔｈｅ ｎｅｗ ｅｍ ｅｒｇｉｎｇ ｐｕｎｃｈｉｎｇ ｅｑｕｉｐｍ ｅｎｔ ｉｎ ｔｈｅ ｍ ａｒｋｅｔ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｍａｉｎｌｙ ｅｘｐｏｕｎｄｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｅｄ ｐｒｏ— ｃｅｓｓ ｒｏｕｔｅｓ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｂｒｉｅｆ ｌｙ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ． Ｋ ｅｙｗｏｒｄｓ：Ｄｒｉｌｌ；Ｐｕｎｃｈｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ ｆｏｒ ｆ ｌａｔ ｂｅａｍ；Ｐｕｎｃｈｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ ｆ ｏｒ Ｕ ｂｅａｍ；Ｐｒｏｃｅｓｓ ｒｏｕｔｅ
技 术 ，２０１５，５０（１）． ［２】 何 梦辉．新型汽 车纵梁数控平板 冲孔线 『Ｊ１＿ＡＩ汽车制 造业 ，２００８，
（７）． ［３］ 迟 志波．国内汽车纵梁数 控 冲孑Ｌ生 产线 的发 展动 向Ｉ Ｊ１．数控 机床
优 势 ，与传 统钻 孔 工艺 的低 效率 、低 质 量 （孔 毛刺 大 、 上 ，孔 加 工 设 备 中 ，按 工 艺 比例概 算 ，平 板 冲市 场 占
孔 位偏 差 大 ）、后 续 工序 工 作量 大 且质 量 问题 多 等 缺 有率 约 为 ５０％～６０％，Ｕ形 冲 占有率 约 为 ３０％～４０％ ，
了加工 时 间 ，单 件 加工 时 间 由原来 的 ９～１４ｍｉｎ首次 进入 ３ｍｉｎ，与 国外 设 备相 当 。引来 国 内各卡 车 、客 车 制造 企 业竞 相采 购 ，进 口设 备 连续 ４年都 无 国内销 售 纪录 。近 两年 ，随着 国 内市场 人 工成 本 升高 ，以及 国内外 市场 对设 备 自动 化 的需 求 ，相 关企 业 着手 准 备对现有设备的 自动化改造 ，新项 目规划也开始主 要考 虑 自动线 项 目。传 统钻孔 工艺 已难 以生 存 ，面临 淘 汰 。
（Ｊｉｎａｎ Ｆｏｕｎｄｒｙ ａｎｄ Ｍｅｔａｌｆ ｏｒｍｉｎｇ Ｍａｃｈｉｎｅｒ ｙ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｃｏ．Ｌｔｄ．，Ｊｉｎａｎ ２５０３０６，Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｐｕｎｃｈｉｎｇ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｆｏｒ ｔｈｅ ｔｒｕｃｋ ｃｈａｓｓｉｓ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｓｉｍｐｌｙ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ａｎｄ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｔｅｘｔ．Ｔｈｅ ｎｅｗ ｅｍ ｅｒｇｉｎｇ ｐｕｎｃｈｉｎｇ ｅｑｕｉｐｍ ｅｎｔ ｉｎ ｔｈｅ ｍ ａｒｋｅｔ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｍａｉｎｌｙ ｅｘｐｏｕｎｄｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｅｄ ｐｒｏ— ｃｅｓｓ ｒｏｕｔｅｓ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｂｒｉｅｆ ｌｙ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ． Ｋ ｅｙｗｏｒｄｓ：Ｄｒｉｌｌ；Ｐｕｎｃｈｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ ｆｏｒ ｆ ｌａｔ ｂｅａｍ；Ｐｕｎｃｈｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ ｆ ｏｒ Ｕ ｂｅａｍ；Ｐｒｏｃｅｓｓ ｒｏｕｔｅ
汽车U型纵梁数控冲孔线的加工误差补偿
汽车U型纵梁数控冲孔线的加工误差补偿I. 研究背景及意义A. U型纵梁数控冲孔线加工误差引出的问题B. 补偿技术的理论意义及现实意义II. 加工误差检测与分析A. 加工误差的产生原因B. 检测加工误差的方法C. 加工误差的分析与评价III. 补偿算法与模型A. 常用的数控冲孔加工误差补偿方法B. U型纵梁数控冲孔线的误差补偿模型C. 补偿算法的核心思想IV. 实验设计与结果分析A. 实验对象及条件B. 补偿前后加工误差的对比分析C. 实验数据分析与补偿算法的验证V. 结论与展望A. 研究成果总结B. 未来研究方向及应用前景。
第一章：研究背景及意义随着汽车工业的快速发展，汽车零部件的生产工艺和加工要求也提高到了一个新的高度，其中汽车U型纵梁作为车身的基础框架部件，在车辆的质量、安全以及行驶性能方面起着不可替代的作用。
为了满足汽车工业对U型纵梁的高精度加工要求，数控冲孔线已经成为了U型纵梁生产中不可或缺的重要设备。
然而，随着生产数量和工艺要求的提升，U型纵梁加工误差问题日益凸显，影响着产品的质量和工艺效率。
针对这一问题，需要研究加工误差的产生原因、检测方法以及误差补偿技术，以提高U型纵梁的生产效率和质量，同时也为数控冲孔生产线的稳定性和可靠性提供支持。
本章主要介绍U型纵梁数控冲孔线加工误差补偿技术的研究背景、意义和应用前景。
首先介绍U型纵梁的生产工艺和加工要求，然后分析加工误差带来的问题，最后探讨补偿技术的理论意义和现实意义。
第二章：加工误差检测与分析数控冲孔是一种高效、高精度、自动化程度高的加工方式，但是由于加工中存在的多种因素，如机床误差、刀具磨损和材料特性等，都会对加工精度产生影响，导致加工误差的产生。
因此，对于U型纵梁的加工误差进行检测与分析成为了研究的重点。
本章主要介绍U型纵梁数控冲孔线加工误差的检测方法和误差分析。
首先介绍加工误差的产生原因和加工误差的检测方法，如观察法、量测法和检测仪器法等。
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１直线模换模过程 １．支座２．复位气缸３．气缸支座４．气缸５．上滑动 块６．滑槽７．固定支座８．导柱９．上模座１０．上模 １１．退料杆１２．导向套１３．卜模联接座１４．自润滑轴 衬１５后盖１６．后导槽１７．下滑动块
动避让）。而槽梁冲则在主机前后各设置两个中心夹 钳，纵梁通过主机时，４把夹钳接力完成槽梁的输 送。输送时始终保持有两把夹钳夹住纵梁。
轮支架。平板冲时采用４列滚－ｑ＇ｅ支撑，板料平直。槽
梁冲时则翻倒外侧的两列滚轮，采用中间的两列滚
轮支撑。采
用滚轮的优
点为夹钳行
走时穿行于
中间的两列
滚轮之间，
与料道互不
干涉。如图３
所示。
图３滚轮料道
设置两把主夹钳，采用交流伺服电机一齿轮齿 条消隙驱动；设置两把辅助夹钳，无杆气缸驱动。为 适应料端的翘曲，主辅夹钳均可在１０ｍｍ范围内上
造厂的车架纵梁还是依靠大吨位压力机一次冲孑Ｌ后 弯曲成形。这种方式设备、模具投资费用巨大，如果 车型稳定。孔的规格数虽、位置稳定，该工艺的生产 效率也还是很高的，模具制造费摊下来也还经济。但 随着市场多样化、变型车需求越来越旺盛，此种方式 已经不能满足市场的需要。
对于中小型卡车生产厂家，以前则多采用钻模 板／摇臂钻划线钻孔这样的机加Ｋ？Ｋ艺。投资虽不大 但工人劳动强度很高，效率低，制孔精度差，再加上 钻模板的准备，十分费时费力。所以高效高精度的纵 梁数控冲孔技术一经出现，便很快得到了应用。
开式主机直线排列模具库的结构和选模原理如 下：
首先，模具顺并方向直线排列，冲孔时便于在槽 梁内移动。模具布置时大孔模在中间，／．ｂ孑Ｌ模在前后 两侧，并行排列。另外数量多的冲模还按双份进行设 置。模具为可拆卸式，既可上下模单独更换，又可整 体更换上下模座。
直线模换模过程（图１）：①复位气缸２上腔常 通压缩空气，气缸始终处于下压导柱８状态。②上滑 动块５（抽铁）和下滑动块１７通过换模气缸４的推 拉，在导向滑槽６中移动。③图示位置上，如果下滑 动块１７移动到最右端，则导柱８的上退空间打开， 在冲孔时冲头１０后退。这样则只有左侧的冲头能有 选择地进行冲孔。
对于单层变截丽变宽度纵梁，可以采用平板纵 梁数控冲孔工艺后大吨位压力机弯曲成形的工艺。 对于变宽度等截面槽梁，目前比较经济的工艺是在 数控冲孔的基础上完成孔加工，再在数控折弯机上 终成形。
上述可见，纵梁数控冲孑Ｌ工艺应用已经越来越 广泛。数控冲所能达到的Ｉ艺性能、孔位精度和节拍 如下：
工艺范闸：除圆孑Ｌ外，还可以冲制异形孑Ｌ（如矩 形孔、椭圆孔等），最小孔径不小于来料厚度。
１引言 汽车车架纵梁数控冲孑Ｌ生产线是一种集机械制
造、计算机数控技术、液压控制技术、气动控制技术 等于一身的孑Ｌ冲切设备。相对于以前的制孔工艺装 备，具有投入产出比例高、加工效率高、自动化程度 高、柔性化生产强、制孔精度高等特点，适应于汽车 纵梁的大批量生产和多品种小批量的柔性生产。
２汽车纵梁数控冲技术的发展 直至上世纪８０年代中期，大批量产Ｉ叶Ｊ的卡车制
孔时所有冲模的下死点一致。冲孔时土作行程 ２０ｍｍ。频次可达６０ｍｉｎ～。
５结束语 数控技术的应用，使得汽车纵梁制孔设备和加
工工艺都得到了很大的提升。可以预见，随着设备制 造技术日臻完善，数控冲的加工效率会越来越高，纵 梁生产工艺也会越来越成熟。
【参考文献】
【ｌ】文怀兴．数控铣床设计．北京：化学工业出版社，２００５—１１． 【２】李长江墩控机床编程与操作．北京：机械工业出版社，２００２—０１．
气囊的作用下抬起，开始送料。压料力５０ｋＮ。
为补偿槽梁来料翼面与腹面的直角度误差等，
主机下模座的两侧各设置了一组直线位移传感器补
偿左右梁的偏差。当槽梁进入主机冲孔区域后，传感
器滚轮与翼而全程贴合采集数据，对比输入值后确
定补偿偏差。平板冲时补偿装置退出。
腹兼平数控冲采用了既能用于平板输送又能兼
顾槽梁输送的４列滚轮料道，每６００ｍｍ长设一组滚
文章编号：１６７２—０１２１ｆ２００９）０６—００６７—０３
汽车纵梁数控冲孑Ｌ新技术
杜建政 （陕西重型汽车有限公司，陕西西安７１０２０１）
摘要：本文阐述了汽车纵梁数控冲孔新技术的发展和新工艺的应用，简要地分析了典型数控冲孔设 备——腹兼平数控冲孔生产线的工作原理和技术特点。
关键词：机械制造自动化；数控冲孔生产线；纵梁；汽车 中图分类号：ＴＧ３８６．２ 文献标识码：Ｂ
Ｔｈｅ
万方数据
万方数据
图２腹兼平数控冲孔生产线
丝杠驱动，低摩擦直线导轨上滑移。
主机公称冲孑Ｌ力１２００ｋＮ，１０ｍｍ厚来料。最大
冲孔０５０ｍｍ。主机的角刚度满足３．４角分的许用角
变形要求。主机底座固定后，四周采用定位顶丝保持
长期精度稳定。
采用液压随动压料工艺：冲孑Ｌ前压料架先行压
紧来料后再开始冲孔。当冲头返回至设定高度后，在
纵梁的移动方向为沿着与主机移动相垂直的方 向作不后退的单向行进（菇向）。冲：ｆＬｕ，ｄ模具选择后 通过伺服电机控制两个方向的坐标联动来寻孔定 位。
数控冲的模具排列方式和选模方式是整个技术 的关键。早期的转塔冲模具为回转塔式布置，选模时 依靠伺服电机带动模具库旋转来确定。现在的直线 换模则是在主机滑块下端顺ｘ方向同定四列直线式 排列的冲模，依靠换模气缸抽拉小小的垫铁来实现， 结构形式大为简化，换模速度大大提高。
为基准冲切夹
紧点间中心孔 找正。每根料
选择两组装置
来确定中轴线
即可（图４）。
腹兼平数 控冲采用进口
图４坯料中轴线的确定
博世力士乐液
压系统，插装阀式大流量电液比例阀控制。在主油缸
的行程上通过直线位移传感器全程反馈，油缸的上 下死点可在数控系统中随意设置。不同高度的冲模
理论上也可以实现独立的下死点位置设定，保证冲
从初期的单面冲一台主机，到可同时冲孔的３台单 面冲主机，生产效率大大提高。
设备造价方面，国产单主机数控冲的设备造价 约为２５０～４００万元，三而冲约为８００～１０００万元。相 比较大吨位压力机其投入产出比例高，大大降低了 企业的投资风险，尤其是在新产品的试制阶段。
数控冲适用于单层纵梁的冲孔。对于双层纵梁 来说，如果内外梁的来料偏差大，会造成分别冲孔后 合梁的孔错位，所以其生产５１２艺为外梁冲孔后焊接 合梁，之后再由摇臂钻钻孔生产线“透钻”内梁而成； 如果内外梁的来料偏差小、精度高，则可采用双层梁 分别冲孔后直接合梁的１二艺。
腹兼平数控冲由自动化物流部分、数控冲孑Ｌ主 机部分以及电气控制中心部分组成（图２）。
自动化上下料系统采用数控伺服方式，来料在 台车上定位对齐，分层排列后。抓取采用断电吸附的 磁铁来实现。
主机为可移动开式机身，安装维修方便。机身上 设置主油缸、滑块、模具库、检测装置等部件，底座上 固定伺服驱动装置。采用永磁交流伺服电机一滚珠
数控系统为多轴联动的专用于冲孔的点位控制 系统；伺服系统采用半闭环控制；各数控轴均采用绝 对值旋转编码器，可实现断电续冲功能。
建立工件坐标系，以纵梁最前端为茗轴原点，通 过设在输送料道前端的光电开关获取。Ｙ轴原点则 通过找出来料中心线获取。
建立机床坐标系，设主机前的伺服轴为戈。轴， 主机后伺服轴为茗：轴，其原点均在最右端。另外模 具库前两个冲模的对称中点为识别刀库的刀架相关 点，各个冲模以此为基准确定刀偏。
汽车纵梁数控冲技术经历了从转塔换模冲到直 线换模冲的发展历程。转塔冲的模具选择速度慢，主 机机身笨重、移动速度慢，生产节拍低；而直线换模 冲换模速度快，效率高。实际比对，转塔冲的机身重 量约是直线换模冲的１．５倍，生产效率是直线换模 冲的２／３左右。
对于不同形式的纵梁，目前市场上已开发出了 平板数控冲、ｕ型等截面直槽梁腹丽数控冲、Ｕ型等 截面直槽梁二而冲以及腹兼平数控冲。主机数量也
软件排刀时，通过计算ＣＡＤ图形中每个孔到工 件戈轴原点距离，加上相应冲模刀偏值的总和，从小 到大进行排序，实现ｚ轴的单向行进。根据以上方 法，在自动编程软件下，自动生成加工程序。
４腹兼平数控冲孔生产线的组成与技术特点 腹兼平数控冲是既可用于平板冲孑Ｌ又可兼顾腹
板冲孔的新型直线换模数控冲孑Ｌ设备，相对于单纯 的平板冲和腹板冲，其独特的输送滚道、夹紧方式、 对中装置都为首创。其技术特点如下：
下浮动。断电时夹钳不松开，回路上设有液压锁和蓄 能器。
对于平板梁和槽梁，均采用双向同步夹紧对中
装置定位，该方法是能实现腹兼平的关键之处。对中
后的中心轴线作为数控系统Ｙ向尺寸的原点，数控
系统依此进行Ｙ坐标运算。对中装置固定于主机上 料侧的料道上，根据纵梁长度优化后设置５组，采用 制动电机一正反向丝杠同步对中。安装时以第一组
３直线换模数控冲的工作原理 直线换模冲采用液压冲孔技术。工作方式为油
缸每上下运行一次，完成一个孔的冲裁。 直线换模冲的主机形式有两种：一为可移动开
式机身；另一种为固定式闭式机身。前者适用于／Ｊ，：ｆＬ 的冲切，后者适用于大孔的冲切。开式机身的移动方 式为主机在设备的固定底座上作前后滑移；固定式 闭式主机机身固定，仅模具座前后移动，数控系统中 设为Ｙ向。
冲孔精度：孔对应翼面基准点的位置度偏差＋／一 ０．２ｒａｍ；孑Ｌ距石向偏差＋／一０．１５／４００ｒａｍ．＋／一０．３０／３０００
收稿日期：２００９—０９—１ｌ 作者简介：杜建政（１９６４一），男，工程师，从事机电设备的设计制造
万方数据
业扩展到了其他行业，如电力行业的铁塔角钢也采 用了该项冲孔技术。可以预见，直线换模冲孔技术必 将在更多的领域得到更广泛的应用。
动避让）。而槽梁冲则在主机前后各设置两个中心夹 钳，纵梁通过主机时，４把夹钳接力完成槽梁的输 送。输送时始终保持有两把夹钳夹住纵梁。
轮支架。平板冲时采用４列滚－ｑ＇ｅ支撑，板料平直。槽
梁冲时则翻倒外侧的两列滚轮，采用中间的两列滚
轮支撑。采
用滚轮的优
点为夹钳行
走时穿行于
中间的两列
滚轮之间，
与料道互不
干涉。如图３
所示。
图３滚轮料道
设置两把主夹钳，采用交流伺服电机一齿轮齿 条消隙驱动；设置两把辅助夹钳，无杆气缸驱动。为 适应料端的翘曲，主辅夹钳均可在１０ｍｍ范围内上
造厂的车架纵梁还是依靠大吨位压力机一次冲孑Ｌ后 弯曲成形。这种方式设备、模具投资费用巨大，如果 车型稳定。孔的规格数虽、位置稳定，该工艺的生产 效率也还是很高的，模具制造费摊下来也还经济。但 随着市场多样化、变型车需求越来越旺盛，此种方式 已经不能满足市场的需要。
对于中小型卡车生产厂家，以前则多采用钻模 板／摇臂钻划线钻孔这样的机加Ｋ？Ｋ艺。投资虽不大 但工人劳动强度很高，效率低，制孔精度差，再加上 钻模板的准备，十分费时费力。所以高效高精度的纵 梁数控冲孔技术一经出现，便很快得到了应用。
开式主机直线排列模具库的结构和选模原理如 下：
首先，模具顺并方向直线排列，冲孔时便于在槽 梁内移动。模具布置时大孔模在中间，／．ｂ孑Ｌ模在前后 两侧，并行排列。另外数量多的冲模还按双份进行设 置。模具为可拆卸式，既可上下模单独更换，又可整 体更换上下模座。
直线模换模过程（图１）：①复位气缸２上腔常 通压缩空气，气缸始终处于下压导柱８状态。②上滑 动块５（抽铁）和下滑动块１７通过换模气缸４的推 拉，在导向滑槽６中移动。③图示位置上，如果下滑 动块１７移动到最右端，则导柱８的上退空间打开， 在冲孔时冲头１０后退。这样则只有左侧的冲头能有 选择地进行冲孔。
对于单层变截丽变宽度纵梁，可以采用平板纵 梁数控冲孔工艺后大吨位压力机弯曲成形的工艺。 对于变宽度等截面槽梁，目前比较经济的工艺是在 数控冲孔的基础上完成孔加工，再在数控折弯机上 终成形。
上述可见，纵梁数控冲孑Ｌ工艺应用已经越来越 广泛。数控冲所能达到的Ｉ艺性能、孔位精度和节拍 如下：
工艺范闸：除圆孑Ｌ外，还可以冲制异形孑Ｌ（如矩 形孔、椭圆孔等），最小孔径不小于来料厚度。
１引言 汽车车架纵梁数控冲孑Ｌ生产线是一种集机械制
造、计算机数控技术、液压控制技术、气动控制技术 等于一身的孑Ｌ冲切设备。相对于以前的制孔工艺装 备，具有投入产出比例高、加工效率高、自动化程度 高、柔性化生产强、制孔精度高等特点，适应于汽车 纵梁的大批量生产和多品种小批量的柔性生产。
２汽车纵梁数控冲技术的发展 直至上世纪８０年代中期，大批量产Ｉ叶Ｊ的卡车制
孔时所有冲模的下死点一致。冲孔时土作行程 ２０ｍｍ。频次可达６０ｍｉｎ～。
５结束语 数控技术的应用，使得汽车纵梁制孔设备和加
工工艺都得到了很大的提升。可以预见，随着设备制 造技术日臻完善，数控冲的加工效率会越来越高，纵 梁生产工艺也会越来越成熟。
【参考文献】
【ｌ】文怀兴．数控铣床设计．北京：化学工业出版社，２００５—１１． 【２】李长江墩控机床编程与操作．北京：机械工业出版社，２００２—０１．
气囊的作用下抬起，开始送料。压料力５０ｋＮ。
为补偿槽梁来料翼面与腹面的直角度误差等，
主机下模座的两侧各设置了一组直线位移传感器补
偿左右梁的偏差。当槽梁进入主机冲孔区域后，传感
器滚轮与翼而全程贴合采集数据，对比输入值后确
定补偿偏差。平板冲时补偿装置退出。
腹兼平数控冲采用了既能用于平板输送又能兼
顾槽梁输送的４列滚轮料道，每６００ｍｍ长设一组滚
文章编号：１６７２—０１２１ｆ２００９）０６—００６７—０３
汽车纵梁数控冲孑Ｌ新技术
杜建政 （陕西重型汽车有限公司，陕西西安７１０２０１）
摘要：本文阐述了汽车纵梁数控冲孔新技术的发展和新工艺的应用，简要地分析了典型数控冲孔设 备——腹兼平数控冲孔生产线的工作原理和技术特点。
关键词：机械制造自动化；数控冲孔生产线；纵梁；汽车 中图分类号：ＴＧ３８６．２ 文献标识码：Ｂ
Ｔｈｅ
万方数据
万方数据
图２腹兼平数控冲孔生产线
丝杠驱动，低摩擦直线导轨上滑移。
主机公称冲孑Ｌ力１２００ｋＮ，１０ｍｍ厚来料。最大
冲孔０５０ｍｍ。主机的角刚度满足３．４角分的许用角
变形要求。主机底座固定后，四周采用定位顶丝保持
长期精度稳定。
采用液压随动压料工艺：冲孑Ｌ前压料架先行压
紧来料后再开始冲孔。当冲头返回至设定高度后，在
纵梁的移动方向为沿着与主机移动相垂直的方 向作不后退的单向行进（菇向）。冲：ｆＬｕ，ｄ模具选择后 通过伺服电机控制两个方向的坐标联动来寻孔定 位。
数控冲的模具排列方式和选模方式是整个技术 的关键。早期的转塔冲模具为回转塔式布置，选模时 依靠伺服电机带动模具库旋转来确定。现在的直线 换模则是在主机滑块下端顺ｘ方向同定四列直线式 排列的冲模，依靠换模气缸抽拉小小的垫铁来实现， 结构形式大为简化，换模速度大大提高。
为基准冲切夹
紧点间中心孔 找正。每根料
选择两组装置
来确定中轴线
即可（图４）。
腹兼平数 控冲采用进口
图４坯料中轴线的确定
博世力士乐液
压系统，插装阀式大流量电液比例阀控制。在主油缸
的行程上通过直线位移传感器全程反馈，油缸的上 下死点可在数控系统中随意设置。不同高度的冲模
理论上也可以实现独立的下死点位置设定，保证冲
从初期的单面冲一台主机，到可同时冲孔的３台单 面冲主机，生产效率大大提高。
设备造价方面，国产单主机数控冲的设备造价 约为２５０～４００万元，三而冲约为８００～１０００万元。相 比较大吨位压力机其投入产出比例高，大大降低了 企业的投资风险，尤其是在新产品的试制阶段。
数控冲适用于单层纵梁的冲孔。对于双层纵梁 来说，如果内外梁的来料偏差大，会造成分别冲孔后 合梁的孔错位，所以其生产５１２艺为外梁冲孔后焊接 合梁，之后再由摇臂钻钻孔生产线“透钻”内梁而成； 如果内外梁的来料偏差小、精度高，则可采用双层梁 分别冲孔后直接合梁的１二艺。
腹兼平数控冲由自动化物流部分、数控冲孑Ｌ主 机部分以及电气控制中心部分组成（图２）。
自动化上下料系统采用数控伺服方式，来料在 台车上定位对齐，分层排列后。抓取采用断电吸附的 磁铁来实现。
主机为可移动开式机身，安装维修方便。机身上 设置主油缸、滑块、模具库、检测装置等部件，底座上 固定伺服驱动装置。采用永磁交流伺服电机一滚珠
数控系统为多轴联动的专用于冲孔的点位控制 系统；伺服系统采用半闭环控制；各数控轴均采用绝 对值旋转编码器，可实现断电续冲功能。
建立工件坐标系，以纵梁最前端为茗轴原点，通 过设在输送料道前端的光电开关获取。Ｙ轴原点则 通过找出来料中心线获取。
建立机床坐标系，设主机前的伺服轴为戈。轴， 主机后伺服轴为茗：轴，其原点均在最右端。另外模 具库前两个冲模的对称中点为识别刀库的刀架相关 点，各个冲模以此为基准确定刀偏。
汽车纵梁数控冲技术经历了从转塔换模冲到直 线换模冲的发展历程。转塔冲的模具选择速度慢，主 机机身笨重、移动速度慢，生产节拍低；而直线换模 冲换模速度快，效率高。实际比对，转塔冲的机身重 量约是直线换模冲的１．５倍，生产效率是直线换模 冲的２／３左右。
对于不同形式的纵梁，目前市场上已开发出了 平板数控冲、ｕ型等截面直槽梁腹丽数控冲、Ｕ型等 截面直槽梁二而冲以及腹兼平数控冲。主机数量也
软件排刀时，通过计算ＣＡＤ图形中每个孔到工 件戈轴原点距离，加上相应冲模刀偏值的总和，从小 到大进行排序，实现ｚ轴的单向行进。根据以上方 法，在自动编程软件下，自动生成加工程序。
４腹兼平数控冲孔生产线的组成与技术特点 腹兼平数控冲是既可用于平板冲孑Ｌ又可兼顾腹
板冲孔的新型直线换模数控冲孑Ｌ设备，相对于单纯 的平板冲和腹板冲，其独特的输送滚道、夹紧方式、 对中装置都为首创。其技术特点如下：
下浮动。断电时夹钳不松开，回路上设有液压锁和蓄 能器。
对于平板梁和槽梁，均采用双向同步夹紧对中
装置定位，该方法是能实现腹兼平的关键之处。对中
后的中心轴线作为数控系统Ｙ向尺寸的原点，数控
系统依此进行Ｙ坐标运算。对中装置固定于主机上 料侧的料道上，根据纵梁长度优化后设置５组，采用 制动电机一正反向丝杠同步对中。安装时以第一组
３直线换模数控冲的工作原理 直线换模冲采用液压冲孔技术。工作方式为油
缸每上下运行一次，完成一个孔的冲裁。 直线换模冲的主机形式有两种：一为可移动开
式机身；另一种为固定式闭式机身。前者适用于／Ｊ，：ｆＬ 的冲切，后者适用于大孔的冲切。开式机身的移动方 式为主机在设备的固定底座上作前后滑移；固定式 闭式主机机身固定，仅模具座前后移动，数控系统中 设为Ｙ向。
冲孔精度：孔对应翼面基准点的位置度偏差＋／一 ０．２ｒａｍ；孑Ｌ距石向偏差＋／一０．１５／４００ｒａｍ．＋／一０．３０／３０００
收稿日期：２００９—０９—１ｌ 作者简介：杜建政（１９６４一），男，工程师，从事机电设备的设计制造
万方数据
业扩展到了其他行业，如电力行业的铁塔角钢也采 用了该项冲孔技术。可以预见，直线换模冲孔技术必 将在更多的领域得到更广泛的应用。