從20世紀(jì)80年代末，世界上歐傀脑、美往蚕、日等多家汽車生產(chǎn)廠加強(qiáng)了對鋁制汽車車身的研究，幷取得了令人鼓舞的成就茅苏。1995年德國奧迪公司首先開始批量生產(chǎn)鋁制車身纱栓，把車身用鋁的研究推向了高潮，鋁合金在整車使用材料中的比例逐年提高推兄。利用鋁板來逐步代替構(gòu)成汽車車身的鋼板被越來越多的汽車廠商作為提高汽車綠色含量的現(xiàn)階段重要途徑维愈。當(dāng)然伦朵，這種鋁板的機(jī)械特性需要滿足與鋼板相當(dāng)?shù)膭傂院统叽绶€(wěn)定性，然而不可否認(rèn)的是林狈，構(gòu)成汽車車身的覆蓋件由於輪廓尺寸較大且具有空間的不同形狀暑赏，所以在短時間內(nèi)，只能是局部車身零件能完全被鋁板代替菜碌。

另一方面贼穆，由於目前的汽車沖壓生產(chǎn)線大多采用自動化上下料，不可能專為鋁板的生產(chǎn)投資一條生產(chǎn)線兰粉，所以如何利用已有的沖壓自動化生產(chǎn)線來進(jìn)行鋁板的自動化生產(chǎn)故痊，而且能夠保證與鋼板生產(chǎn)相媲美的生產(chǎn)效率，是一個值得探討和創(chuàng)新的課題玖姑。同時愕秫，面臨的難題還包括鋁板的自動快速拆垛。眾所周知焰络，鋼板的拆垛分張利用的是磁性相斥的工作原理戴甩，這一原理不能用於鋁板的拆垛。

目前闪彼，ABB利用其專利產(chǎn)品RotAx伺服旋轉(zhuǎn)第七軸和專用於沖壓車間的IRB 6650型機(jī)器人成功集成了一種嶄新的鋼板與鋁板共存的沖壓生產(chǎn)線甜孤，經(jīng)過一年多時間的實際生產(chǎn)驗證，各項工藝滿足了沖壓件質(zhì)量的要求畏腕，生產(chǎn)線效率也達(dá)到了生產(chǎn)要求缴川。

改進(jìn)前的鋼板拆垛系統(tǒng)

原有的拆垛系統(tǒng)(圖1)為1998年12月ABB安裝調(diào)試完成的磁性皮帶配備垂直提升氣缸方式，集成利用了左右移動拆垛工作臺以實現(xiàn)不間斷生產(chǎn)換板料描馅，生產(chǎn)線平均節(jié)拍在10件/分鐘以上把夸。

　 圖1改進(jìn)前的鋼、板拆垛系統(tǒng)

改進(jìn)後的鋼脸夸、鋁板拆垛系統(tǒng)

圖2為經(jīng)過改造後的系統(tǒng)尉武，增加了鋁板拆垛系統(tǒng)。通過對比可以看出米法，整線在增加了鋁板拆垛系統(tǒng)幷沒有增加占地面積僧憾。由於替代皮帶機(jī)通過折疊式設(shè)計（當(dāng)板料無需清洗時奈株，只作為傳送單元）安裝在了原鋼板拆垛系統(tǒng)下方短户，整個拆垛系統(tǒng)看起來更緊湊合理。事實證明稿焚，在生產(chǎn)線的鋼板和鋁板生產(chǎn)之間生產(chǎn)轉(zhuǎn)換唇锡，只需要在總控臺同過生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)換即可快速實現(xiàn)。

圖2 改進(jìn)後的鋼用动、鋁板拆垛系統(tǒng)

關(guān)鍵技術(shù)

1. RotAx伺服旋轉(zhuǎn)第七軸

由於受空間所限矗绅，在拆垛速度必須滿足整線節(jié)拍的要求下墙违，如果利用傳統(tǒng)的六軸機(jī)器人和端拾器，由於板料的運(yùn)行軌跡在進(jìn)行180度旋轉(zhuǎn)時需要避讓鋼板拆垛系統(tǒng)部分結(jié)構(gòu)叼枝，故不能充分使用機(jī)器人的柔性速度诽表。同時，可以看出隅肥，如果使板料在拆垛完成後以直線運(yùn)動姿態(tài)進(jìn)入替代皮帶機(jī)將會大大縮短運(yùn)行時間竿奏。而ABB機(jī)器人和其專利產(chǎn)品RotAx伺服旋轉(zhuǎn)第七軸完全適應(yīng)於這一要求。

圖3 ABBRotax旋轉(zhuǎn)7軸

區(qū)別於在機(jī)器人第六軸通過增加連桿機(jī)構(gòu)實現(xiàn)附加第7軸腥放，ABBRotAx伺服旋轉(zhuǎn)第七軸是采用伺服控制泛啸，真正意義上的第7軸。借助於其360度的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動秃症。在工序間傳遞板料時候址，能保持零件方向不變。它不僅使端拾器布置靈活种柑，而且操作編程簡便岗仑，另外，因為伺服軸與機(jī)器人完全融為一體莹规，可實現(xiàn)緊湊型生產(chǎn)線（壓機(jī)間距離最信馄选）的設(shè)置。更重要的是良漱，由於板料在傳遞時的姿態(tài)平穩(wěn)库樊，機(jī)器人柔性的動力性能也因此發(fā)揮至最佳。自2006年首次在國內(nèi)推出後忆和，已成功使用於多家國內(nèi)外知名汽車廠商数壤，幫助其生產(chǎn)效率和產(chǎn)品品質(zhì)得到大幅提高。

2.鋁板分張

眾所周知龟聊，由於鋁板的非磁性特性趣闻，采用同鋼板相同的分張方式，即利用同極相斥的原理制造磁力分張器是不可行的暑吹，通過考察當(dāng)今汽車廠家存学，對於鋁板分張主要在采用以下兩種方式：

吹氣分張：通常直接與鋼板的磁力分張相結(jié)合，如圖示凄跑，這種設(shè)計優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單优生，可以直接利用工廠氣源，只需通過增設(shè)一儲氣罐來滿足吹氣分張的瞬時耗氣量炭刺。同時泪确，在生產(chǎn)鋼板時，也可以作為其分張效果的輔助煮落。缺點(diǎn)是由於板料間普遍存在的油膜敞峭，致使雙料產(chǎn)生的機(jī)率大大增加踊谋，從而使生產(chǎn)節(jié)拍得不到保證。

　圖4 鋼板磁力分張

鋸條輔助+吹氣分張：通過在端拾器上增加條形鋸條旋讹，即使板料間存在油膜殖蚕，可以借助鋸條的細(xì)齒帶起最上面板料，同時進(jìn)行吹氣沉迹。這種工作方式提高了板料分張的可靠性嫌褪，生產(chǎn)節(jié)拍能在一定程度上得到保證。不足之處是由於鋸條在工作時胚股，容易產(chǎn)生微細(xì)的碎鋁屑笼痛，一旦帶入模具，會給零件品質(zhì)和模具帶來損失琅拌∮б粒或者，對於新的鋁板沖壓自動化線进宝，可以考慮在對中前增加清洗單元刻坊。

　圖5 輔助齒鋸分張

在綜合考慮以上兩種鋁板分張方式後，ABB通過改進(jìn)機(jī)器人氣路附屬裝置成功開發(fā)研制了自動剝離+高壓吹氣的分張系統(tǒng)佩嘀，其具體工作原理如圖6所示：借助於編碼器控制的升降拆垛臺始終將垛料上鋁板位置保持在工作高度易祖，機(jī)器人完成示教後吸盤每次在建立真空前首先由輔助提升氣缸將板料的四個直角部分提氣。同時空氣噴嘴吹出高壓氣體沫杜，在板料提氣直角部分和第二張板料間建立充氣層悍写。與此同時，其它工作吸盤開始建立真空幷最終將這張板料提起垛岛，在機(jī)器人第七軸的直線運(yùn)動下將板料送至生產(chǎn)線暴艘。

圖6 自動剝離分張示意

可以看出，在調(diào)試中去協(xié)調(diào)優(yōu)化各部分的工作時間和順序是成功分張的關(guān)鍵限剩。ABB機(jī)器人制造車間工藝人員通過實驗柬沾，將復(fù)雜的氣路控制與機(jī)器人本身具備的附件氣路裝置成功集成在一起，這樣一來魂麦，既保證了端拾器功能的實現(xiàn)住秉，又簡化了端拾器重量，對最終該系統(tǒng)達(dá)到生產(chǎn)線節(jié)拍要求創(chuàng)造了有利條件钧失。

　圖7 鋁板吹氣分張機(jī)構(gòu)

該生產(chǎn)線成功的改進(jìn)睹傻，使其既能生產(chǎn)鋼板件，又能適應(yīng)於鋁板生產(chǎn)上陕，而且平均生產(chǎn)節(jié)拍均超過9次/分鐘（如果空間允許桩砰，經(jīng)過進(jìn)一步的軌跡優(yōu)化拓春，節(jié)拍可以達(dá)到11次/分鐘）释簿。

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