冲压设备的智能化发展与应用研究 Summary：随着工业4.0 技术的迅速发展和智能制造战略的推进，大型冲压装 备智能化的研究成为了先进制造热点之一。本文通过对现有研究成果的综述和 分析，系统梳理了冲压设备智能化发展的背景、定义，探讨了冲压设备智能化 的关键技术，分析了智能冲压设备的应用案例，提出了未来发展趋势。 Keys：冲压设备；智能化发展；应用研究；生产效率；产品质量 引言：冲压工艺作为金属加工的重要组成部分，已经广泛应用于航天空航天、 汽车、家电等领域。然而，传统的冲压设备在自动化程度、生产效率、产品质 量等方面存在一定的不足，无法满足日益发展的市场需求。因此，冲压设备的 智能化发展成为了当前研究的热点之一。 1 智能冲压设备的定义和背景 1.1 冲压设备的概述 冲压设备是一种广泛应用于工业生产中的机械设备，主要用于将金属板材加工 成各种形状的零部件。它通过将金属板材放置在特定的模具中，并利用高速冲 击力对其进行变形或切割，从而实现零部件的制造。冲压设备在汽车制造、家 电制造、航空航天等领域扮演着重要角色，高效、精确的加工能力使其受到广 泛青睐。 1.2 智能化发展的背景和意义 随着国家工业4.0 战略的提出，智能化已经成为信息化的重要组成部分。在国 家产业战略需求下，智能制造成为了新一代工业革命机遇。 目前冲压设备自动化、信息化普遍提升，通过加入传感器和自动控制系统，冲 压设备可以实现自动化操作和监测，减少人工干预，从而提高生产效率和一致 性。通过采集软件、传感器等手段，对重点设备、重点部位进行数据采集，实 现实时监控、数据分析、预警报警、三维展示等功能，提高设备开动率、减少 了人力成本和能源消耗。 2 智能冲压设备的关键技术探究 2.1 传感与识别技术在智能冲压设备中的应用 在智能冲压设备中，传感与识别的技术是智能化的先决条件。通过各种类型的 传感器、机器视觉、振动检测等检测手段，可以实时识别和监测工件的状态、 冲压过程中的各种参数、冲压设备工况环境的变化。为数据分析、决策提供依 据，保证各参数在设备监控管理系统中以信息流的形式进行传送。 2.2 先进自动化控制技术在智能冲压设备中的应用 先进自动化控制技术是智能冲压设备的重要支撑。通过采用先进的控制系统和 算法，以及专家经验数据库的建立，智能冲压设备可以实现集成故障诊断、能 耗分析、备件管理和工单编制与下发反馈功能。同时，自动化控制技术配合参 数之间的特征关联模型，使其具有自适应调整、故障诊断和异常处理等功能。 2.3 数据处理和分析技术在智能冲压设备中的应用 智能冲压设备生产过程中所产生的大量数据需要通过数据处理和分析技术进行 有效利用。得益于算力的大幅提升，通过对实时采集到的数据进行处理和分析， 可以为冲压工艺的优化和冲压设备的诊断提供依据。数据处理和分析技术还可 以通过大量数据积累和分析，建立模型和算法，实现专家经验数据库及故障排 除的解决方案库。 2.4 人机交互技术在智能冲压设备中的应用 人机交互技术是将人类与智能冲压设备之间的交互过程进行优化和改进的重要 手段。通过合理设计人机界面和交互方式，可以使操作人员更加方便、快捷地 控制和监视设备运行状态。人机交互技术还可以提供实时的反馈和报警信息， 帮助操作人员及时发现和解决潜在问题，保证设备的安全运行。同时，人机交 互技术可以实现信息或任务派发及终端执行与反馈。 3 智能冲压设备的应用案例分析 3.1 在汽车制造业中的应用案例 汽车制造作为先进制造的代表，智能冲压设备已逐渐替代了原有的手工冲压线。 通过与计算机、机器人和传感器等技术的结合，智能冲压设备能够实现高精度、 高效率的汽车零部件制造。例如，在汽车车身的冲压工序中，智能冲压设备可 以自动执行多个冲压操作，精确地成形车身板材，同时确保产品质量和减少人 为误差。此外，智能冲压设备还可以根据不同车型的要求进行自由切换和调整， 为汽车制造企业提供灵活性和生产线 在家电制造业中的应用案例 在强调批量化、标准化家电制造业中，冲压智能设备近些年得到广泛的应用。 以冰箱为例，智能冲压设备可以用于生产冰箱门板和侧板等关键零部件。智能 冲压设备通过数字化控制系统，能够精确地进行钣金成型，并具备快速换模和 自动调整功能，有效提升生产效率和产品质量。此外，智能冲压设备还可以根 据不同尺寸和形状的冰箱设计，快速调整模具和加工参数，满足家电制造企业 多样化、定制化的生产需求。 3.3 在航空航天制造业中的应用案例 冲压智能设备在航空航天制造业得到更进一步的发展。航空航天产品对零部件 的精度和质量要求极高，而智能冲压设备能够通过高精度的切割和成形技术， 实现航空航天零部件的精确制造。例如，飞机蒙皮板的制造过程中，智能冲压 设备可以根据航空设计师提供的数字化模型，自动进行多次冲压操作，保证蒙 皮板各处厚度均匀且符合需求。此外，智能冲压设备还能够实现不同材料的冲 压加工，包括铝合金、钛合金等，为航空航天制造业提供了高效、可靠的解决 方案。 4 智能冲压设备的发展趋势 4.1 人工智能和大数据在智能冲压设备中的应用 随着人工智能技术和大数据分析的快速发展，智能冲压设备也逐渐融入了这些 新兴技术。人工智能配合算力的发展，在智能冲压设备中可以极大地提高控制 能力和决策能力。人工智能技术可以通过对传感和识别数据的处理和分析，实 现冲压过程的故障诊断、质量分析、效率提升和能耗管理。通过对冲压设备与 生产环境等信息的收集和处理，人工智能系统可以实时地分析生产过程中的各 种异常情况，并提供及时的提醒和解决方案，从而避免因为设备故障或者操作 失误造成的生产中断和质量问题。 4.2 网络化和云平台服务在智能冲压设备中的应用 随着信息技术的不断发展，网络化和云平台服务在智能冲压设备中的应用也越 来越广泛。借助网络化和云平台服务，智能冲压设备得以实现远程监控、集中 管理和数据共享，进一步提升生产效率和降低成本。通过各种信息端，操作人 员可以随时随地监控设备的运行状态和生产情况，及时发现和解决问题，实现 无人工厂。 结语：通过对现有研究成果的综述和分析，我们得出以下结论：冲压设备智能 化发展的基础是信息技术与制造技术的融合，关键技术包括传感技术、控制技 术和数据分析技术等。智能冲压设备在先进制造要求的“智能、透明、敏捷、绿 色”等方面具有明显的应用优势。然而，目前智能冲压设备面临着产业链整合、 标准统一、安全性等方面的挑战和问题。为了进一步推动冲压设备的智能化发 展，未来的研究应当关注智能冲压设备与其他制造环节的整合、智能冲压设备 的标准化建设、智能冲压设备的安全性保障等方面，并加强国内外学术界、工 业界的合作与交流，共同推进冲压设备智能化的进程。 Reference： [1]牛连革,李双来,郭孟强等.精密冲压技术的应用与发展趋势[J].锻造与冲 压,2023(16):16-18. [2]刘道春.智能化激活高端冲压模具市场迎来黄金期[J].特钢技术,2014,20(04):8- 14.DOI:10.16683/jki.issn1674-0971.2014.04.001. [3]赵军,李硕本,吕炎.板材冲压成形的智能化控制技术[J].塑性工程学 报,1999(04):10-21. E-mail：wangxuetai2007@163 -全文完-