MFC：面向汽车制造业的冲压技术变革绿色—智能—高效

前言

近年来，中国汽车工业的发展极为迅速，汽车产业作为国民经济支柱产业的地位越来越突出。以汽车制造业为主的交通运输设备制造业已取代电子信息通信业，成为名副其实的领头羊。随着市场需求的不断扩大，我国汽车工业的发展潜力也非常之大。但快速发展的汽车工业产生了能耗、排放、安全三大问题，对汽车制造业提出了新的要求。而冲压作为汽车制造四大工艺的头道工艺，必须适应新的要求，从而催生了面向汽车制造业的冲压技术变革。

1. 冲压技术变革的三大特征

绿色：节能(节能30%—50%)，减少碳排放，节省材料，减少粉尘和废弃物，降低噪音(可客观静音冲裁)等。

解决方案：基于伺服驱动技术，通过提高材料成形性能，减少冲压工序，提高效率，降低单位能耗，来实现绿色制造。

智能：智能化+自动化

解决方案：基于互联网、物联网技术和机器人及自动化集成技术，通过配置智能化集成控制系统，可实现与ERP通讯及远程管理功能，来实现智能化+自动化。

高效：意味着更高的生产效率和产品精度、更稳定的重复精度、更加柔性化的生产方式、较低的劳动强度、更快的市场反应速度以及更加全面的企业信息化系统。

解决方案：基于绿色制造和智能制造的高效冲压生产模式。

2. 徐锻伺服驱动技术

1951年建厂，1958年开始批量生产压力机，经过60多年的发展建设，企业已成为我国锻压设备的著名生产基地，享有盛誉的智能锻压设备系统集成商。徐锻是国内最早研发伺服驱动技术的企业之一，2006年承担江苏省科技攻关计划，研发第一台伺服压力机；2008年承担江苏省重大科技成果转化项目——“伺服电机驱动精密压力机”；2014年研发成功国内首条基于全电机械伺服压力机及多层箱式加热炉的超高强钢热冲压成形生产线。

图1：徐锻800吨热成形伺服生产线的客户现场实景

众所周知，汽车轻量化是汽车工业节能减排的最直接最有效的手段。新能源汽车发展由于电池的能量密度及续驶里程的限制，轻量化对新能源汽车尤为重要。更多采用高强度钢和超高强度钢零部件是实现汽车轻量化和提升安全性的重要途径。热冲压成形是一种生产超高强度汽车零件，且有效避免回弹的先进成形技术，可广泛应用于汽车前、后保险杠骨架、A 柱、B柱等车身安全结构件，在有效减少驾驶舱变形，保护驾乘人员安全的前提下，可以较大幅度地减少车身重量。热冲压成形技术是支撑汽车轻量化最重要的先进加工技术之一，代表了汽车关键零部件制造技术的发展趋势。目前全球范围内近百条热冲压成形生产线中的压力机是有几家欧洲供应商提供的，如瑞典的AP&T公司、德国的SCHULER公司等，且都是液压机。但由于传统的液压机不具备快速合模、冲压的功能，单独开发的针对热成形的快速液压机成本极高、噪音大且能耗较高。而传统的机械压力机又不具备保压功能，不能满足热成形工艺的要求。

徐锻提出了伺服驱动技术的压力机方案，并创新性的采用了多驱动单元并联技术和同步技术，克服了驱动器单台功率不足的困扰，进一步提高了压力机运动部件的系统响应。徐锻在伺服压力机的结构设计上进行了优化，采用了高速重载滑动丝杆加肘杆的传动布局，完美的匹配了热成形工艺要求，不仅适用于高强度钢板的冲压，同时兼顾了铝合金的冲压，实现了钢铝混线生产，是热冲压成形生产线中压力机的优选设备。

图2：徐锻800吨伺服多工位生产线的客户现场实景

在热成形伺服压力机的基础上，徐锻又开发出了适用于连续模及大型多工位冲压的伺服压力机，是单机自动化领域的极佳解决方案，以及适用于汽车外覆盖件及内饰件冲压的大型串联式全自动伺服冲压线。通过配置不同的伺服主传动方案，来满足客户对冷、热冲压工艺的要求，全面布局汽车行业的伺服冲压解决方案，引领汽车制造业的冲压技术变革。

3. 德国EBU伺服驱动技术

2016年10月31日，徐锻集团正式完成了对德国EBU成形技术有限公司100%股权的收购，顺利成为了EBU公司的新股东。

图3：德国EBU1250吨伺服多工位生产线的客户现场实景

德国EBU成形技术有限公司主要研发和生产高端伺服冲压机床及全自动周边设备。总部位于德国巴伐利亚州北部的拜洛伊特市，处于德国工业的核心地带，始创于1861年，是德国最早的压力机制造企业之一。2004年，EBU 在欧洲率先推出伺服冲压机床及双伺服冲压机床，细分市场占有率约60%。EBU拥有150余年历史，EBU UMFORMTECHNIK品牌是“德国制造”的代表，技术创新引领潮流，精密制造誉满全球。

图4：德国EBU伺服连续模生产线的客户现场实景

EBU的伺服产品主要服务于汽车行业，适用于汽车零部件的快速级进模及多工位冲压。EBU独有的SDA+PGB驱动技术，搭配全自动上下料及传输设备，为汽车行业的冲压技术带来了巨大的变革。

图5：德国EBU新能源汽车电机定转子生产线的客户现场实景

此次并购成功，标志着徐锻在欧亚高端冲床市场，尤其是伺服高速冲床及周边自动化领域，又迈出了重要的一步。更好的诠释了“智能锻压设备系统集成商”的市场定位。

4. 徐锻面向冲压行业的智能化产品

随着自动化技术、信息技术的发展，柔性智能生产需求已经逐渐覆盖于各个工业生产领域。智能制造是制造业转型的制高点，代表这未来制造业发展的方向，徐锻集团在冲压行业中最早提出和部署智能化，打造徐锻智能锻压设备集成商，为大中型和小型企业提供智能化数据集成和整体解决方案。

徐锻集团推出锻压行业云—徐锻智能云平台，以阿里云为依托，提供SaaS云应用和大数据分析能力，实现机床+互联网的融合，依靠徐锻智能机床，现将生产线的数据实时采集到云平台上，云平台将数据分类汇总，直观的展现整条线的使用情况，产品的生产情况，每个设备的使用情况，使用户能够实时掌握生产状况、生产效率、设备使用效率等。

图6：徐锻智能云平台

同时云平台支持其他设备的数据采集，包括机床数据、机械手数据、送料机的计数数据、异常报警数据，可以实现对车间各种设备的数据采集、分析、监控等。

徐锻智能化解决方案为客户提供数字化车间和智能工厂服务，通过信息传递对从订单下达到产品完成的整个生产过程进行优化管理，包括实时收集生产过程中的数据并进行分析和处理，实现整个车间制造过程的优化，帮助企业从“制造”到“智造”的华丽升级。

图7：徐锻智能车间解决方案

结束语

 徐锻伺服冲压技术整合了德国EBU的先进理念，在加工高强度钢板、铝合金板材、非等厚焊接钢板的成形方面有独特的优势，比传统压力机节能50%以上，冲裁噪声大幅度下降，为新材料的应用、推广以及汽车轻量化降低能耗方面提供了重要的技术手段，也为新工艺新技术的开发提供了一个创新的平台，很好地满足国内汽车行业对高性能、高安全性、轻量化的需求。同时在徐锻智能化平台的配合下，实现了绿色冲压、智能冲压以及高效冲压的面向汽车制造业的重大技术变革。

作者简介：

方昕，男，生于1983年11月，工程师，现任江苏省徐州锻压机床厂集团有限公司研发部部长，从事机械压力机及全电机械伺服压力计的设计研究。