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轉發自：《裝備製造技術》2019 年第 01 期

作者：丁剛強

（廣西汽車集團柳州五菱汽車工業有（yǒu）限公司，廣西柳州 545007）

根據（jù）壓力機設備間距數（shù）值及產品柔性要求，結合機（jī）械手與機器人的優缺（quē）點，采用了 ABB IRB66603.2/120 衝壓專用的六軸或七軸工業機器人實現衝壓（yā）生產線的單機自動化聯線。

並通過自動更換機器人的端拾器（qì）來吸（xī）取各種不同的衝壓件實現在製件傳輸的 “拾取”和“擺放”。

端拾器可通過快速更換係統在 3 min 內完成自動更換，實現柔性。

通過對六軸或七軸工業機器人（rén）自動板（bǎn）料（liào）拆垛、清洗塗油、光學對中係統、自動上件、自動傳送、自動下線、自動更換端拾器、自動換模、廢料自動收集等的（de）集成，通過（guò）中（zhōng）央控製係統的統一協調（diào）等技術手段及措（cuò）施，實現衝壓自動線較強（qiáng）的可靠性、穩定性，使自動（dòng）運行率（lǜ）達到（dào） 90%。

工業機器人（rén）在衝壓自動化生產線的應用主（zhǔ）要遵循：堆（duī）垛拆垛→板料傳送→清洗塗油→板料對中→上料機器人送料→首台壓力（lì）機衝壓→下料機器人取、送料→壓機衝壓→根據工序數量循環→下料（liào）機器（qì）人取、送料→末端壓機衝壓→線尾機器人取、放料→皮帶機輸送→人工碼垛的循環方式。

其（qí）中，板料光學對中係統可以實現板料（liào）在經過清洗、塗油後，通過視覺識別係統（tǒng），對板料的位置（zhì）、角度進行識別，按指定的板料抓取位置進行抓取，放置（zhì）到壓力機生產線上的第一台壓力機的模具上。

該項目所集成和（hé）應用（yòng）的板料（liào）光（guāng）學對中係統，能夠可靠地將（jiāng）板料對中後放置到壓力機的衝（chōng）壓模具上，提升板料抓取、輸送和放置的可靠性、維修維（wéi）護的方便性。

（2）采用了智能視覺對中係統（見圖 1），實現了對衝壓板料位置誤差的智能化識別及機器人（rén）自動更新抓取程序軌跡，解決了板料從料垛到首台（tái）壓力機上料間板料傳輸的位置偏差，將生產線的生（shēng）產節（jiē）拍由手工的 5 spm 提高到 10 spm。

圖 1 視覺對（duì）中係統主要影響生產線布局及（jí）輸出節拍的（de）因素在（zài）於拆垛、對中以及壓機間搬運等環節[3]

本研究通過采用 ABB 公司的衝壓專用機器人 IRB6660 與 Rockwell PLC 控製係統結合

通過（guò） COGNEX 康耐視 IS540311 工業相機實施拍攝板料的圖像，運用算法，對圖像進行（háng）處理，獲取板料工件位置數據，再通過與標準圖像進（jìn）行位置比對

把位置變化量傳輸給（gěi）機器人，機器人自動通過調整抓件姿態，實現自動抓取工件（jiàn）。實現衝壓自動線的可靠性、穩定性，使自動運行率（lǜ）達到90%。

自動（dòng）化衝壓線視覺對中係統的組（zǔ）成自動化（huà）衝壓線的起始工位為衝壓板料拆垛區域，拆垛區的拆垛速（sù）度（dù）決定了整條衝壓線生產節拍的快慢。

該區域內集中了眾多的工藝設備，線首單元具體（tǐ）包括拆垛（duǒ）、輸（shū）送、清洗、塗（tú）油（yóu）、對中、上料模（mó）塊，傳送單元包括傳送模塊，線尾單元（yuán）包（bāo）括（kuò）下料（liào）、檢驗、裝框模塊（kuài）。

工藝設備布局分布如圖（tú） 2 所示。

通過板料自動（dòng）拆（chāi）垛係統（tǒng）、自動輸送係統、自動清洗塗油係統等技術措施，實現衝壓自動線較高的生產節拍，實現生產節拍 7 ～ 10 次/min。

其中，板（bǎn）料自（zì）動拆垛係統（tǒng），實現在人工將衝壓板料以垛（duǒ）料形式放置（zhì）到垛料台車上之後的板料自動磁性分張（防多張技術（shù）應用）、ABB 工業機器人抓取板料（liào）拆垛、自動放料到皮帶輸送機上（進入到清洗機及塗油機），解決了人機交互的（de）安全問題，並降低人力成（chéng）本。

自動清洗機、塗油機（jī）係統包括清洗和塗油，清洗機適合汽車（chē）外觀件的生產，板料經過清洗、去除表麵的雜質顆粒，避免衝壓（yā）過程中損傷（shāng）板料表麵。

塗油機可根據板料的形狀，進行（háng）編程，需要塗油的部位進行塗油，不需要塗油的部分不塗油，最大限度地節省防鏽拉伸油。

通過對清洗機及塗油機的集成與應用（yòng），達到考慮衝壓件表麵質量的同時兼顧經濟型。

對於質量要求比（bǐ）較高的汽車外板件（jiàn），需要使用清洗機。對（duì）於質量要求不（bú）高的汽車內板件，則可以不使用清洗（xǐ）機，對其安（ān）裝位置進行預留。

（3）采用碳纖維材料（liào）做（zuò）端拾器主杆，降（jiàng）低端拾器重量 10 kg，從而降低機器（qì）人負（fù）載，提高機器人運行的可靠性。

板料在壓力機之間傳輸（shū），因機器人的速度快、板料重，導致慣性大（dà），機（jī）器人負載重（chóng），影響其可靠性，采用碳纖維材料，重量減（jiǎn）輕，提高（gāo）可靠性。

碳纖維（carbon fiber，簡稱 CF），是一種含碳量在 95%以上的（de）高強度、高模量纖維的新型纖（xiān）維材料。

它是由片狀石墨微晶等有機纖維沿纖維軸向方向堆砌而成，經碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料。

碳纖維“外柔內（nèi）剛”，質量比金屬鋁輕（qīng），但強度卻高於（yú）鋼鐵，並且具（jù）有耐腐蝕、高模量的特性，在國防軍工和民用方麵都是重要材料。

它不僅具有碳材料的固有本征特性，又兼備紡織纖維的柔軟可加工性，是新一代增強纖維。見圖 3。

（4）采用了自動（dòng）模具（jù）夾緊器，實（shí）現快（kuài）速自（zì）動換摸。將換摸時間從手工生產（chǎn）線（xiàn）的 30 ～ 50 min，縮短到（dào）10 min 內完成，大幅提升（shēng）自動（dòng）線柔性及生產效（xiào）率（lǜ）。

該項目所（suǒ）集成和應用的自動換模係統，實現模具的自動鬆模、自動移出、自動夾模，將換摸時間從手工生產線的 30 ～ 50 min，縮短到 10 min 內完（wán）成，大大提升自動線柔性（xìng）及生產效率，如圖 5、圖 6 和（hé）圖7 所（suǒ）示（shì）。

結束語

機器人自（zì）動化衝壓線技術，將提高企業產品質量（liàng）、生產效率，提高企業核心競爭力。

與傳統手工生產線相比，六軸或七軸工業機器人自動化衝壓線的應用（yòng），將生產線節拍提升（shēng）至 7 ～ 10 次/min，從而使公司在衝（chōng）壓產品方麵的生產效率大幅提升。

通過機器（qì）生產代替手工操作，提高產品的製（zhì）造精度，從而提（tí）升衝壓產品的質量，且六（liù）軸或七軸工業機器人衝壓自動線作為一種靈活、可靠（kào）、通用的加工單元完全可以長時間保持工作的穩定性和安全性，通過更換端拾（shí）器和機器人程序簡單的（de）調（diào）整就可以應用在不（bú）同的衝壓產（chǎn）品生產上。

由於（yú）生產效率、產能和產品質量的提升，為公司的核心競爭力（lì）提升提供（gòng）了有力支持，核心競爭力的提升在市場競爭激烈的汽車零部件行（háng）業中（zhōng）尤為重要。

參考文獻：

[1] 何 芳.衝壓自動化線的（de）若幹基（jī）本問題[J].鍛壓技術，1995

（2）：29-32.

[2] 李學斌.衝壓自動化生產線（xiàn）及設備的使用（yòng）[J].汽車工程師，

2016（5）：52-54.

[3] 朱益（yì）晨.基於 6 軸機器人的快速柔性（xìng）衝壓自動化生產線方案探討[J].自動化博覽，2015（2）：72-74.