沖壓是制造業(yè)中繁重且對操作人員健康影響較大的作業(yè)之一赎婚，也是工業(yè)機器人應(yīng)用逐漸增多的行業(yè)蹄警。機器人沖壓生產(chǎn)線是汽車生產(chǎn)過程中非常重要的組成部分抒崖，不僅體現(xiàn)出汽車制造廠的車身工藝水平，在一定程度上也反映出一個國家汽車制造技術(shù)的水平聂弓。目前狠浮，歐美發(fā)達國家沖壓線的設(shè)計和制造已經(jīng)形成標準化和系列化腿扑，而國內(nèi)汽車廠家機器人沖壓線較少，多被國外系統(tǒng)集成商壟斷葵嗦，汽車廠家花費在設(shè)計陆拐、制造方面的成本較大，同時還存在后期備件成本高英品、不能及時進行維護等不足丛楚。為此，安川首鋼機器人有限公司不斷創(chuàng)新研發(fā)相關(guān)系統(tǒng)技術(shù)憔辫，努力提升機器人在沖壓生產(chǎn)線中的自主集成應(yīng)用技術(shù)水平趣些，為更多的汽車及零部件生產(chǎn)廠商實現(xiàn)自動化生產(chǎn)提供全面的技術(shù)解決方案和技術(shù)服務(wù)。

沖壓機器人的特點

機器人能在惡劣環(huán)境下連續(xù)工作贰您，并具有工作靈活坏平、精準度高等特點，足以保證產(chǎn)品的質(zhì)量锦亦、提高生產(chǎn)效率并減輕操作人員勞動強度舶替。日本安川MOTOMAN-EPH4000D/EPH130RLD機器人是專門為沖壓上下料而設(shè)計制造的，其結(jié)構(gòu)形式與普通機器人相比有如下特點：

1. 應(yīng)用專用減速機

MOTOMAN-EPH4000D/EPH130RLD 機器人應(yīng)用專用減速機杠园，可以高速運行顾瞪，壽命比普通機器人更長。

2. 配置平行四連桿機構(gòu)

MOTOMAN-EPH4000D 配置平行四連桿機構(gòu)抛蚁，便于端拾器自動調(diào)整方向陈醒，可以快速地傳遞工件。

3. 具備很強的擴展應(yīng)用能力

MOTOMAN-EPH4000D/EPH130RLD 機器人具備很強的擴展應(yīng)用能力瞧甩。利用機器人離線編程功能钉跷，可以在計算機上直接進行編程示教、模擬仿真湖弱，然后導(dǎo)入機器人控制系統(tǒng)內(nèi)册榔，基本不做修改就可以啟動運行。

4. 具有中文界面的操作系統(tǒng)

該系列機器人還具有中文界面的操作系統(tǒng)殴燃，使操作者能在很短的時間內(nèi)掌握機器人的基本操作功能偷逆。

安川機器人沖壓生產(chǎn)線

1. 生產(chǎn)線介紹

該機器人沖壓生產(chǎn)線(見圖1)用于沖壓汽車車橋零件，工件輸送采用機器人自動傳輸方式斯荒，其中人工將工件放置在拆跺臺上，拆跺臺靠磁力進行定位夾緊恰除，拆垛機器人抓取工件進行雙料檢測挨狡，隨后送至壓機內(nèi)，中間4 臺機器人進行不同工序的搬運沖壓诵藐，最后卸料工序由兩臺卸料機器人組成迫赞，針對雙工位沖壓進行快速卸料啼阵。

(1)總體布局包括壓力機和沖壓自動化系統(tǒng)，其中沖壓自動化系統(tǒng)通常包含拆垛系統(tǒng)扑轮、自動傳輸系統(tǒng)和線尾出料系統(tǒng)撤奸。該系統(tǒng)將工人上料工位與端拾器更換分開布置，保證了系統(tǒng)操作的安全和簡便喊括。

(2) 該生產(chǎn)線選用日本安川生產(chǎn)的MOTOMANEPH130RLD/EPH4000D 機器人胧瓜。機器人操作說明書全部為中文，簡單易學(xué)郑什、便于掌握且使用方便;機器人操作盒擁有超大屏幕府喳，包含中英文雙語顯示并可快速切換，屏幕窗口顯示采用下拉式菜單蘑拯，使編輯操作過程簡單易行钝满。

(3)從生產(chǎn)線控制來看，該系統(tǒng)能在手動申窘、自動兩種狀態(tài)下進行快速切換弯蚜。系統(tǒng)運行狀態(tài)及系統(tǒng)報警可在主操作盤上顯示;系統(tǒng)具有故障自診斷功能;控制系統(tǒng)靈敏可靠、故障少剃法，且操作和維護方便熟吏。自動化沖壓線的控制采用三菱Q 系列高性能CPU。壓機PLC 與整線PLC 之間采用CC-LINK 現(xiàn)場總線形式通信玄窝。周邊傳感器等通過總線和相應(yīng)的PLC 或遠程I/O 單元通信蒲龟。整線PLC 與機器人控制系統(tǒng)之間通過CC-LINK 總線進行數(shù)據(jù)交換。配備相關(guān)安全裝置讼崔，確保有故障時及時報警或停機凌宫，確保操作人員安全。

(4)從系統(tǒng)的應(yīng)用適應(yīng)性來看死辫，該系統(tǒng)為柔性系統(tǒng)麻坯，對不同尺寸、不同類型的沖壓具有良好的適應(yīng)性檬舀，更換不同的端拾器即可毙帚，適用于多車型的柔性生產(chǎn)。

2. 生產(chǎn)線功能及特點

(1)功能：整線生產(chǎn)節(jié)拍腹痹，空運轉(zhuǎn)CT 值為6s ;整線滿足零件從第一臺壓機工序上料至第四臺壓機下料(含皮帶機)的自動搬送功能熔布，具有全線自動運轉(zhuǎn)及單臺壓機手動生產(chǎn)兩種生產(chǎn)模式;滿足零件在搬送過程實現(xiàn)上下翻轉(zhuǎn)以及水平旋轉(zhuǎn)功能要求;采用便捷式拆垛平臺，滿足整線生產(chǎn)以及多工序生產(chǎn)需求;全線自動化集成(含安全聯(lián)鎖下伙、急停默徘、循環(huán)停止、啟動和節(jié)拍控制等);采用便捷式皮帶機對物料進行傳輸;滿足沖壓生產(chǎn)的多工藝性要求吗浩，比如沖壓線同時滿足2 ～ 3種工件同時生產(chǎn)建芙。

(2)特點：該系統(tǒng)提高了沖壓設(shè)備的自動化程度没隘，同時還可減輕操作人員的勞動強度;沖壓生產(chǎn)線運行成功率最小達到90% ;自動搬運系統(tǒng)故障時預(yù)留人工操作空間，以減少機器人故障造成的停產(chǎn)時間;與主控系統(tǒng)實現(xiàn)連鎖控制;壓機具有模具自動識別功能禁荸。

3. 主要結(jié)構(gòu)

(1)機器人

該生產(chǎn)線采用了7 套機器人右蒲，包括3 套EPH130RLD 機器人和4 套EPH4000D 機器人。MOTOMAN-EPH130RLD/EPH4000D 機器人均采用了新型交流伺服電動機驅(qū)動系統(tǒng)赶熟，具有結(jié)構(gòu)緊湊瑰妄、高輸出、響應(yīng)快钧大、高可靠性和維護保養(yǎng)方便等特點翰撑。因此機器人本體更緊湊、更靈活啊央，同時具有了更大的運動空間和更好的穩(wěn)定性眶诈，以及可以適應(yīng)各種工藝姿態(tài)的卓越性能。機器人持重130 kg/200 kg瓜饥，作業(yè)半徑R為3 474 mm/3 505 mm逝撬。同時，MOTOMAN-EPH130RLD/EPH4000D 機器人具有非常簡單的示教及編程特性快混。

安川機器人EPH130RLD/EPH4000D 具備客戶化定制界面愚矗，例如針對沖壓自動化的軟件包(選項);控制器軟件能夠最大限度地壓縮新生產(chǎn)線的學(xué)習(xí)和設(shè)置時間，顯著提高工作效率;模塊化程序結(jié)構(gòu)穿互、程序向?qū)б约皥D形化生產(chǎn)窗口椭药，有助于加快操作員與機器人程序員的掌握進度。

軟件包含優(yōu)化功能峡徽，當(dāng)生產(chǎn)穩(wěn)定運行一段時間之后蓬甩，可以進行機器人/ 壓力機的優(yōu)化工作，以提高整線的生產(chǎn)節(jié)拍绣首。優(yōu)化是機器人/ 壓力機提前發(fā)送信號給相鄰設(shè)備珠慧，使相鄰設(shè)備提前進行動作，從而提高生產(chǎn)效率施旱。

(2)拆跺機

該生產(chǎn)線采用兩套拆垛機(見圖2)唬辛，具備自動切換抓取工件的模式，主要由磁力裝置乌迎、調(diào)整裝置泉扛、檢測裝置、框架及滑行裝置組成份氧。

工件在拆垛臺首先放料時粗定位唯袄，然后通過磁性分張器對垛料進行分張，降低拆垛時吸雙料的故障率蜗帜。拆垛臺配置末料檢測裝置恋拷，檢測機器人拆垛完成時，機器人自動進入待料狀態(tài)厅缺，放完料之后蔬顾，快速恢復(fù)生產(chǎn)。

(3)端拾器放置滑臺裝置

該生產(chǎn)線的所有端拾器均采用自動切換方式湘捎，由手輪诀豁、滑軌、端拾器定位機構(gòu)及滑臺定位裝置組成窥妇，如圖3 所示舷胜。

(4)端拾器

端拾器(見圖4)主要應(yīng)用在現(xiàn)有鈑金件沖壓自動化生產(chǎn)過程中，為機器人對零件進行搬送的工裝活翩。它安裝在壓機的上下料機器人上烹骨， 通過軌跡示教， 帶動端拾器按照預(yù)設(shè)軌跡完成對工件的拾取工作矩袖。

目前汽車沖壓線的生產(chǎn)過程中陵阁，采用鋁型材進行端拾器設(shè)計和制造，利用其輕量化拖牢、高強度和高剛性的特點锹鹉，使機器人端拾器在搬送零件時減輕負載、減小晃動浦忠，提高在零件搬送過程中的穩(wěn)定性塑满。

該生產(chǎn)線上的端拾器采用標準化通用設(shè)計，保證一種端拾器滿足多種工件的需求;利用電永磁鐵韩记，滿足負荷需求的同時硫联，增加了搬運過程的穩(wěn)定性。

此外库绩，在設(shè)計端拾器時重抑，我們會根據(jù)客戶現(xiàn)有的實際情況進行針對性設(shè)計，保證其通用峡蓖、可靠亿永，并確保端拾器手動調(diào)整方便、快捷且牢固可靠换怖。

(5)壓機裝置

壓力機滑塊增加PASCAL 自行走式夾緊器甩恼，一次性安裝，模具夾緊簡單沉颂、可靠条摸。

①壓力機上模采用自行走式夾緊器對上模或者上模墊板進行自動夾裝铸屉。

②自行走式夾緊器由氣缸和特殊的鏈條構(gòu)成钉蒲，可以使夾緊器在T 型槽內(nèi)自由滑動行走切端，滿足不同尺寸的模具及墊板的需求。

③采用4 個夾緊器顷啼，每個夾緊器夾緊力為98.0kN踏枣，保證模具安全穩(wěn)定地工作。

④獨立的控制單元钙蒙，控制單元由泵與不漏閥的機能有機地結(jié)合形成的電氣控制(電磁閥操作)的油壓控制單元茵瀑。小型不占空間的HCS 最適合用于小型、中型壓力機的模具夾緊器控制躬厌。HCS控制單元安裝在滑塊內(nèi)部煤蔚，節(jié)省空間，不影響維護坠狈。夾緊器和控制單元如圖6谦枢、圖7 所示。

⑤ 下模自動夾緊器桂付。下模采用4 個自動滑動式夾緊器進行夾持摊梯，每個夾緊器夾持力為6.0kN，對下模換模墊板與工作臺進行夾持巍嘶。自動滑動式在換模時杀乃，自動避讓下模換模墊板，保證自動換模原承。

下模采用VSB 電氣控制單元以及HUT 氣壓驅(qū)動動力單元碳环。HUT 動力單元是使用了超小型、高性能的泵废奖，根據(jù)氣壓活塞和油壓活塞的面積比把壓縮空氣的壓力轉(zhuǎn)換為高壓油壓鞍后，對油壓夾緊器最合適的油壓源。電氣控制單元采用特殊無漏密封機構(gòu)内地，在斷開驅(qū)動氣壓伴澄、泵停止的狀態(tài)下也能長時間保障夾緊器的油壓。夾緊回路和舉内寤海回路的兩種油壓回路能構(gòu)成具備基本功能的非凌、安全的油壓回路。

該裝置具有較強的安全性荆针。根據(jù)由夾緊回路與舉某ㄎ耍回路組合而成的壓力開關(guān)的電信號，能構(gòu)成一系列連鎖反應(yīng)航背。舉模臂為下降狀態(tài)(舉暮磴玻回路油壓在設(shè)定壓力以下)，夾緊回路油壓在設(shè)定壓力以上時壓力機可以運轉(zhuǎn)。壓力機運轉(zhuǎn)中夾緊回路油壓下降箕肃，夾緊力降低時婚脱，壓力機會緊急停止。

結(jié)語

隨著市場需求的不斷發(fā)展突雪，必將導(dǎo)致沖壓自動線的技術(shù)含量不斷提升起惕，沖壓自動線規(guī)劃需要考慮的因素也會不斷變化涡贱。針對國內(nèi)汽車生產(chǎn)現(xiàn)狀掠北，安川首鋼機器人有限公司利用安川機器人自行開發(fā)了自動沖壓生產(chǎn)線，該生產(chǎn)線具有形式多樣翎女、結(jié)構(gòu)合理的優(yōu)勢攘宝，每個子系統(tǒng)又可細分為很多不同的類型。安川機器人沖壓生產(chǎn)線的應(yīng)用酸飞，降低了勞動強度下驴，提高了生產(chǎn)率，改善了產(chǎn)品質(zhì)量央封，并且大大提高了車身制造水平赛臀。

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