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1、10申请公布号CN104056994A43申请公布日20140924CN104056994A21申请号201410269673722申请日20140617B21D53/8820060171申请人无锡朗贤汽车组件研发中心有限公司地址214145江苏省无锡市新区鸿山街道机光电工业园鸿达路111号72发明人李向荣孙财孙大璐陈扬74专利代理机构无锡市大为专利商标事务所普通合伙32104代理人曹祖良刘海54发明名称汽车用硼钢零件的集约式热成形生产线及热成形工艺57摘要本发明涉及一种汽车用硼钢零件的集约式热成形生产线及热成形工艺，包括上料机器人，其特征是在所述上料机器人左、右侧设置箱式炉，在上料机器人前侧。
2、设置拆垛装置和对中台，在上料机器人后侧设置压机，压机后侧设置收料装置，拆垛装置一侧设置拆垛自动装置。所述热成形工艺，包括以下步骤1拆垛装置将硼钢板或硼钢管分张分离；2拆垛自动装置将工件搬运至对中台；3上料机器人将工件从对中台搬运至箱式炉；4工件进行奥氏体化；5上料机器人从箱式炉取出工件，搬运至压机的模具内，回退至对中台；6压机冲压工件，并保压淬火；7将工件放置于收料装置中。本发明由一只机器人完成，并保证工件的生产效率和质量。51INTCL权利要求书2页说明书6页附图4页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书6页附图4页10申请公布号CN104056994ACN10。
3、4056994A1/2页21一种汽车用硼钢零件的集约式热成形生产线，包括1台上料机器人（1），其特征是在所述上料机器人（1）的左、右侧分别设置第一箱式炉（2）和第二箱式炉（3），在上料机器人（1）的前侧设置拆垛装置（4）和对中台（5），在上料机器人（1）的后侧设置压机（6），压机（6）的后侧设置收料装置（7），拆垛装置（4）一侧设置拆垛自动装置（8）。2如权利要求1所述的汽车用硼钢零件的集约式热成形生产线，其特征是所述拆垛装置（4）采用拆垛机。3如权利要求1所述的汽车用硼钢零件的集约式热成形生产线，其特征是在所述对中台（5）前侧设置刻字装置（9）。4如权利要求1所述的汽车用硼钢零件的集约式热成。
4、形生产线，其特征是所述拆垛自动装置（8）采用机器人、送料带或其组合。5如权利要求1所述的汽车用硼钢零件的集约式热成形生产线，其特征是所述上料机器人（1）主体为通用57轴旋转机器人或34轴直线运动直角坐标机器人，上料机器人（1）具有抓取和投放工件的端拾器夹持系统。6如权利要求1所述的汽车用硼钢零件的集约式热成形生产线，其特征是所述第一箱式炉（2）和第二箱式炉（3）为分层结构，每层尺寸相同、且与压机（6）台面尺寸匹配，层数为38层。7如权利要求1所述的汽车用硼钢零件的集约式热成形生产线，其特征是所述第一箱式炉（2）和第二箱式炉（3）对称放置在上料机器人（1）的两侧。8一种汽车用硼钢零件的集约式热成。
5、形工艺，其特征是，包括以下步骤步骤1拆垛装置（4）将硼钢板或硼钢管分张分离，分张节拍不慢于箱式炉加热工件的速度；步骤2拆垛自动装置（8）将工件搬运至对中台（5），拆垛自动装置（8）的传输速度为05M/S，传输时间为0120S；步骤3上料机器人（1）从对中台（5）拾取工件、搬运至第一箱式炉（2）或第二箱式炉（3），再将工件放置在箱式炉的支撑板/梁上、并退出箱式炉，炉门关闭；所述上料机器人（1）搬运工件的速度为25M/S，拾取工件、传输、放置至箱式炉并退出箱式炉的总传输时间为28S；步骤4箱式炉将工件加热至850940进行奥氏体化，工件升温速度为215/S；步骤5上料机器人（1）旋转180，第一箱。
6、式炉（2）或第二箱式炉（3）中工件奥氏体化的一层炉门打开，上料机器人（1）将工件取出，搬运至压机（6）的模具内，再回退至对中台（5）取料位置；所述上料机器人（1）的传输速度为25M/S，旋转180、拾取工件、传输、投放至压机的总传输时间为616S；所述上料机器人（1）回退至对中台（5）取料位置的平均传输速度为47M/S，传输时间为24S；所述上料机器人1从步骤3至步骤5完成一个工作循环，一个工作循环的时间为1028秒；步骤6压机（6）下行热冲压工件至工艺所需形状后，静止在闭合状态，使工件冷却保压淬火，随后压机（6）上行；所述压机（6）保压闭合时间为720S，压机（6）的工作节拍为1028秒；步。
7、骤7将工件从压机（6）的模具内取出，放置于收料装置（7）中。权利要求书CN104056994A2/2页39如权利要求1所述的汽车用硼钢零件的集约式热成形工艺，其特征是在所述步骤1拆垛装置（4）进行分张之后，还包括拆垛自动装置（8）将工件搬运至刻字装置（9）位置进行打码刻字的过程；在打码刻字后再将工件移送至对中台（5）；所述刻字装置（9）的工作节拍为110S。10如权利要求1所述的汽车用硼钢零件的集约式热成形工艺，其特征是所述步骤1中，所述拆垛装置（4）的分张节拍为011S。权利要求书CN104056994A1/6页4汽车用硼钢零件的集约式热成形生产线及热成形工艺技术领域0001本发明涉及一种汽。
8、车用硼钢零件的集约式热成形生产线及热成形工艺，尤其是一种硼钢钢板或/和钢管高温下的热成形及淬火工艺及集约式箱式炉生产线，属于汽车塑性成形技术领域。背景技术0002汽车硼钢钢板作为一种新兴超高强度热成形钢板，生产工艺分为4个阶段00031加热将硼钢钢板加热至热处理所需要的温度；00042传输将硼钢钢板传送至待冲压的模具中；00053成形如图1A所示，在高温下由模具冲压成形；00064淬火冷却如图1B所示，在不同区域控制不同的冷却速度，可以发生0007A硬区快速冷却25/秒从奥氏体微观组织向马氏体微观组织的转变，得到强度和硬度极高、塑性较低的零件；其强度可以达到15002000MPA，塑性大于5；。
9、0008B软区慢速冷却25/秒通过控制不同的冷却速度，在奥氏体组织转化的过程中，可以缓慢冷却，向铁素体和珠光体微观组织的转变，得到强度和硬度较高、塑性良好的零件；也可以较快冷却，向贝氏体微观组织的转变，得到强度和硬度很高、塑性适中的零件。0009通过上述工艺可获得不同强度及塑性的硼钢材料，典型如表1所示。0010表10011序号材料规格屈服强度MPA抗拉强度MPA延伸率A50硬度HV21HS400400/50600/50151702202HS550550/50750/5072202553HS700700/50900/5062703004HS11501150/501500/50540052000。
10、12该类硼钢最常见一种可达到1500MPA强度，HS1150的化学成分如表2所示。0013表20014CSIMNPSCRB最小02002010001500015最大0250351300025001502500050说明书CN104056994A2/6页50015目前常见的获得以上热成形零件的生产线，大多为线式滚筒加热炉生产线。这种生产线具有生产效率高的优点，但是由于工件在线式炉内是运动加热的，从炉膛送出后位置精度难以保证，工件在后续工位定位不够准确、稳定，常常出现生产停机。为了尽量规避该问题，线式滚筒加热炉生产线难以开发成大台面、多产出的生产模式，多为每冲次个零件，无法满足既生产节拍短，又单冲。
11、次产出零件多。同时，为了提高生产效率，减小生产节拍，加热炉通常很长，有的长达45M，投资金额较大。0016另一方面，人们开始尝试使用箱式炉生产线。虽然箱式炉有工件在箱式炉中静止不动，从而定位准确的优点，但箱式炉为工件利用上下的空间多层垂直排放，空间有限，为了达到和线式滚筒加热炉同样的生产节拍，大多在压机的上料一侧摆放34只箱式炉，为了在一定节拍内实现工件入炉、出炉、进压机的运输，必须排布向加热炉投入和取出工件的机器人、将工件搬运至压机旁边的机器人和将工件投入压机的机器人等至少三个自动化机械手，空间紧张，工件传送时间长保温困难，自动化成本也随之增加。发明内容0017本发明的目的是克服现有技术中存。
12、在的不足，提供一种汽车用硼钢零件的集约式热成形生产线，工件向加热炉的投入和取出，工件搬运至压机旁边和将工件投入压机，全部由一只机器人完成，同时工件生产效率不下降。0018本发明还提供一种汽车用硼钢零件的热成形工艺，采用集约式热成形生产线，保证工件的生产效率和质量。0019按照本发明提供的技术方案，所述汽车用硼钢零件的集约式热成形生产线，包括1台上料机器人，其特征是在所述上料机器人的左、右侧分别设置第一箱式炉和第二箱式炉，在上料机器人的前侧设置拆垛装置和对中台，在上料机器人的后侧设置压机，压机的后侧设置收料装置，拆垛装置一侧设置拆垛自动装置。0020进一步的，所述拆垛装置采用拆垛机。0021进一。
13、步的，在所述对中台前侧设置刻字装置。0022进一步的，所述拆垛自动装置采用机器人、送料带或其组合。0023进一步的，所述上料机器人主体为通用57轴旋转机器人或34轴直线运动直角坐标机器人，上料机器人具有抓取和投放工件的端拾器夹持系统。0024进一步的，所述第一箱式炉和第二箱式炉为分层结构，每层尺寸相同、且与压机台面尺寸匹配，层数为38层。0025进一步的，所述第一箱式炉和第二箱式炉对称放置在上料机器人的两侧。0026所述汽车用硼钢零件的集约式热成形工艺，其特征是，包括以下步骤0027步骤1拆垛装置将硼钢板或硼钢管分张分离，分张节拍不慢于箱式炉加热工件的速度；0028步骤2拆垛自动装置将工件搬运。
14、至对中台，拆垛自动装置的传输速度为05M/S，传输时间为0120S；0029步骤3上料机器人从对中台拾取工件、搬运至第一箱式炉或第二箱式炉，再将工件放置在箱式炉的支撑板/梁上、并退出箱式炉，炉门关闭；所述上料机器人搬运工件的速度为25M/S，拾取工件、传输、放置至箱式炉并退出箱式炉的总传输时间为28S；说明书CN104056994A3/6页60030步骤4箱式炉将工件加热至850940进行奥氏体化，工件升温速度为215/S；0031步骤5上料机器人旋转180，第一箱式炉或第二箱式炉中工件奥氏体化的一层炉门打开，上料机器人将工件取出，搬运至压机的模具内，再回退至对中台取料位置；所述上料机器人的传。
15、输速度为25M/S，旋转180、拾取工件、传输、投放至压机的总传输时间为616S；所述上料机器人回退至对中台取料位置的平均传输速度为47M/S，传输时间为24S；0032所述上料机器人1从步骤3至步骤5完成一个工作循环，一个工作循环的时间为1028秒；0033步骤6压机下行热冲压工件至工艺所需形状后，静止在闭合状态，使工件冷却保压淬火，随后压机上行；所述压机保压闭合时间为720S，压机的工作节拍为1028秒；0034步骤7将工件从压机的模具内取出，放置于收料装置中。0035进一步的，在所述步骤1拆垛装置进行分张之后，还包括拆垛自动装置将工件搬运至刻字装置位置进行打码刻字的过程；在打码刻字后再将。
16、工件移送至对中台；所述刻字装置的工作节拍为110S。0036进一步的，所述步骤1中，所述拆垛装置的分张节拍为011S。0037本发明与现有技术相比具有以下优点1本发明仅使用1只上料机器人和1组端拾器，完成了工件的入炉、出炉、进压机的全部动作，有效提高了机器人的使用效率，减小了设备的投资成本。2由于本发明使用1只上料机器人一次完成从炉内取料和向压机投料的动作，工件在空气中暴露的时间大为缩短，工件成形前随着温度降低而出现开裂的风险大为降低，无镀层裸板工件氧化的问题也得到缓解，从而有效提高了产品的质量。3本发明虽然只使用了2只加热炉，但是针对生产线生产的主要产品，通过加大炉膛尺寸和压机台面尺寸的方法。
17、，实现每冲次生产4个零件的单位产出。相比于每冲次生产2个零件的常规做法，本发明增加了生产节拍的时间，同时也增加了每个生产节拍的单位产出，不仅总体生产效率没有降低，而且零件传输定位更稳定，压机保压时间更长，工件尺寸和组织性能更稳定可靠。附图说明0038图1A为汽车用硼钢零件在高温下由模具冲压成型前的示意图。0039图1B为汽车用硼钢零件在模具中保压淬火冷却的示意图。0040图2为本发明所述汽车用硼钢零件的集约式热成形生产线的结构示意图。0041图3为图2的A向视图。0042图4为实施例一中汽车用硼钢零件的生产示意图。0043图5为实施例二中汽车用硼钢零件的生产示意图。0044图中序号为上料机器人。
18、1、第一箱式炉2、第二箱式炉3、拆垛装置4、对中台5、压机6、收料装置7、拆垛自动装置8、刻字装置9。具体实施方式0045下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。说明书CN104056994A4/6页70046如图2所示，本发明所述汽车用硼钢零件的集约式热成形生产线包括1台上料机器人1，在上料机器人1的左、右侧分别设置第一箱式炉2和第二箱式炉3，在上料机器人1的前侧设置拆垛装置4和对中台5，在上料机器人1的后侧设置压机6，压机6的后侧设置收料装置7，拆垛装置4一侧设置拆垛自动装置8；0047所述拆垛装置4采用拆垛机，在配备自动换垛功能条件下，设置2台拆垛机，不需自动换垛功能时设置1台拆垛。
19、机；所述拆垛装置4的拆垛平台尺寸与压机6台面尺寸相匹配；0048在所述对中台5前侧设置刻字装置9；0049所述拆垛自动装置8采用机器人、送料带或其组合等多种方式实现；0050所述上料机器人1主体为通用57轴旋转机器人或34轴直线运动直角坐标机器人；所述上料机器人1具有抓取和投放工件的端拾器夹持系统，从对中台5取料、向第一箱式炉2或第二箱式炉3内送料、再从第一箱式炉2或第二箱式炉3内取料和向压机6内送料均由同1组端拾器实现，端拾器夹持系统具备防热功能，可反复在940度以下的环境内停留的时间超过10S；0051如图3所示，所述第一箱式炉2和第二箱式炉3为分层结构，每层尺寸相同，与压机6台面尺寸匹配。
20、，每层均可放置工件，独立加热工件至均匀奥氏体化，层数随整线生产节拍规划要求不同而变化，优选为38层；所述第一箱式炉2和第二箱式炉3的炉膛平面尺寸与压机6工作台面匹配，单层炉膛有效加热面积不小于压机6工作台面积的50；所述第一箱式炉2和第二箱式炉3对称放置在上料机器人1的两侧；所述第一箱式炉2和第二箱式炉3的炉门通过电动和/或气动和/或液压传动实现每层独立开、关。0052实施例一一种汽车用硼钢零件的集约式热成形工艺，包括以下步骤，如图4所示0053步骤1拆垛装置4的分张装置将硼钢板或硼钢管分张分离，分张节拍不慢于箱式炉加热工件的速度，优选为01S；所述拆垛装置的拆垛平台的尺寸为2200MM220。
21、0MM；0054步骤2拆垛自动装置8将工件搬运至刻字装置9位置，进行打码刻字生产日期、零件号等后，将工件移送至对中台5；所述拆垛自动装置8的传输速度可调，优选传输速度为01M/S，传输时间优选为20S，传输距离为2M；所述刻字装置9的刻字速度可调，节拍不慢于箱式炉加热工件的速度，优选为1S；所述对中台5的尺寸为2200MM2200MM；0055所述刻字装置随客户对产品追溯性的要求不同而不同。当客户对工件追溯性无打码要求时，此步骤可省略为拆垛自动装置直接将工件从传输至对中台，不再配备刻字装置。0056步骤3上料机器人1从对中台5将工件搬运至第一箱式炉2或第二箱式炉3，箱式炉在工件到达之前打开炉门。
22、，上料机器人1将端拾器连同工件伸入箱式炉中，将工件放置在箱式炉的支撑板/梁上，端拾器在上料机器人1牵引下退出箱式炉，炉门关闭；0057上料机器人1搬运工件的速度可调，平均传输速度优选为2M/S，传输时间包含工件拾取、传输、投放至箱式炉及退出箱式炉四部分优选为2S，传输距离优选为4M；0058步骤4箱式炉将工件加热至850940，工件奥氏体化；所述箱式炉的每层炉腔加热效率可调，优选工件升温速度为2/S，箱式炉的每层炉腔的平面尺寸为2200MM2200MM；0059步骤5上料机器人1旋转180，第一箱式炉2或第二箱式炉3中工件奥氏体化说明书CN104056994A5/6页8的一层炉门打开，上料机器。
23、人1的端拾器伸入该炉膛，将工件取出，搬运至压机6的模具内，上料机器人1回退至对中台5取料位置；0060所述上料机器人1搬运工件的速度可调，投料平均传输速度优选为2M/S，传输时间包含旋转180、工件拾取、传输、投放至压机四部分优选为16S；回退至对中台取料位置的平均传输速度优选为4M/S，传输时间优选4S，传输距离已由步骤3和步骤5决定；0061所述上料机器人1从步骤3至步骤5完成一个工作循环，循环的工作节拍时间为2428秒；0062步骤6压机6下行热冲压工件至工艺所需形状后，静止在闭合状态，使工件以一定的冷却速度保压淬火，随后压机6上行；0063所述压机6台面尺寸采用大工作台面，满足不同类型。
24、工件的加工要求，其中优先满足主要类型的工件可以一次冲压生产出4个零件，非主要类型的工件具有一定自由度，优选一次冲压生产出28个；0064所述压机6保压闭合时间随工件不同而有差异，优选为720S，压机6的滑块工作速度可调，从而压机6整体工作节拍为1028秒；0065步骤7将工件从压机6的模具内取出，放置于收料装置7中；0066所述收料装置7采用自动收料或手工收料模式，所需工作节拍时间不长于压机6的工作节拍。0067实施例二一种汽车用硼钢零件的集约式热成形工艺，包括以下步骤，如图5所示0068步骤1拆垛装置4的分张装置将硼钢板或硼钢管分张分离，分张节拍不慢于箱式炉加热工件的速度，优选为1S；所述拆。
25、垛装置的拆垛平台的尺寸为2500MM2500MM；0069步骤2拆垛自动装置8将工件搬运至刻字装置9位置，进行打码刻字生产日期、零件号等后，将工件移送至对中台5；所述拆垛自动装置8的传输速度可调，优选传输速度为5M/S，传输时间优选为01S；所述刻字装置9的刻字速度可调，节拍不慢于箱式炉加热工件的速度，优选为10S；所述对中台5的尺寸为2500MM2500MM；0070所述刻字装置随客户对产品追溯性的要求不同而不同。当客户对工件追溯性无打码要求时，此步骤可省略为拆垛自动装置直接将工件从传输至对中台，不再配备刻字装置。0071步骤3上料机器人1从对中台5将工件搬运至第一箱式炉2或第二箱式炉3，箱。
26、式炉在工件到达之前打开炉门，上料机器人1将端拾器连同工件伸入箱式炉中，将工件放置在箱式炉的支撑板/梁上，端拾器在上料机器人1牵引下退出箱式炉，炉门关闭；0072上料机器人1搬运工件的速度可调，平均传输速度优选为5M/S，传输时间包含工件拾取、传输、投放至箱式炉及退出箱式炉四部分优选为2S；0073步骤4箱式炉将工件加热至850940，工件奥氏体化；所述箱式炉的每层炉腔加热效率可调，优选工件升温速度为15/S，箱式炉的每层炉腔的平面尺寸为2500MM2500MM；0074步骤5上料机器人1旋转180，第一箱式炉2或第二箱式炉3中工件奥氏体化的一层炉门打开，上料机器人1的端拾器伸入该炉膛，将工件取。
27、出，搬运至压机6的模具内，上料机器人1回退至对中台5取料位置；说明书CN104056994A6/6页90075所述上料机器人1搬运工件的速度可调，投料平均传输速度优选为5M/S，传输时间包含旋转180、工件拾取、传输、投放至压机四部分优选为6S；回退至对中台取料位置的平均传输速度优选为7M/S，传输时间优选2S，传输距离已由步骤3和步骤5决定；0076所述上料机器人1从步骤3至步骤5完成一个工作循环，循环的工作节拍时间为1028秒；0077步骤6压机6下行热冲压工件至工艺所需形状后，静止在闭合状态，使工件以一定的冷却速度保压淬火，随后压机6上行；0078所述压机6台面尺寸采用大工作台面，满足不。
28、同类型工件的加工要求，其中优先满足主要类型的工件可以一次冲压生产出4个零件，非主要类型的工件具有一定自由度，优选一次冲压生产出28个；0079所述压机6保压闭合时间随工件不同而有差异，优选为720S，压机6的滑块工作速度可调，从而压机6整体工作节拍为1028秒；0080步骤7将工件从压机6的模具内取出，放置于收料装置7中；0081所述收料装置7采用自动收料或手工收料模式，所需工作节拍时间不长于压机6的工作节拍。说明书CN104056994A1/4页10图1A图1B说明书附图CN104056994A102/4页11图2图3说明书附图CN104056994A113/4页12图4说明书附图CN104056994A124/4页13图5说明书附图CN104056994A13。