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轉發自：《裝備製造技（jì）術（shù）》2019 年第 01 期

作者（zhě）：丁剛強

（廣西汽（qì）車集團柳州五菱汽車工業有（yǒu）限公司，廣西柳州 545007）

並通過（guò）自動更換機（jī）器人的端拾器來吸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自動板料拆垛、清洗（xǐ）塗油、光學對中係統、自（zì）動上件、自動傳送、自動下線、自動更換端拾器、自動換模、廢（fèi）料自動收集等的集成（chéng）

通過中央控製係統的統一協（xié）調等技術手段及措施，實現衝壓自動線較強的可靠性、穩定性，使自動運行率達到 90%。

工業機器人在衝壓自動化生產線的應用（yòng）主要（yào）遵循：堆垛拆垛→板料傳送→清（qīng）洗塗油→板料對中→上料機器人送料→首台壓力機衝壓→下料機器人取、送料→壓機衝壓→根（gēn）據工序數量循環→下料機器人（rén）取、送料→末（mò）端壓機衝（chōng）壓→線尾機器（qì）人取、放料→皮帶機輸送→人工碼垛的循環方（fāng）式。

其中，板料光學對中係統可以實現板料在（zài）經過清 Equipment Manufacturing Technology No.01，2019

洗、塗油（yóu）後，通過視覺（jiào）識別係統，對板料的位（wèi）置、角度進行識別，按指定的板料抓（zhuā）取位置進行抓（zhuā）取，放置到壓（yā）力機生產線上的第一台壓力機的模具上。

該項目（mù）所集成和應（yīng）用（yòng）的板料光學對中係（xì）統，能夠可靠地將板料對中後放置到壓力機的衝壓模具上，提升板料抓取、輸送和放置的可靠性、維修維護的方便性。

（2）采用（yòng）了（le）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自（zì）動更新（xīn）抓取（qǔ）程序軌跡（jì），解決了板料（liào）從料垛到（dào）首台壓（yā）力機上料間板料傳輸的位置偏差，將生產（chǎn）線的生產節拍由手工的 5 spm 提高到 10 spm。

圖 1 視（shì）覺（jiào）對中係統主要影（yǐng）響生產線布局及輸出節拍的因素在（zài）於拆垛、對中以及壓機間搬運等環節[3]

本（běn）研究通過采用 ABB 公（gōng）司（sī）的衝壓專（zhuān）用機器人 IRB6660 與（yǔ） Rockwell PLC 控製係統結合

通過 COGNEX 康耐視 IS540311 工業相機實施拍攝板料的圖像，運用算法，對圖像進行處理，獲取板（bǎn）料工件位置數據，再通過與標準圖像（xiàng）進（jìn）行位置比對，把位置變化量傳（chuán）輸給機器人，機器（qì）人自動通過（guò）調整抓件姿態（tài），實現自動抓取工件。

實現衝壓自動線的可靠性、穩定性，使自動運行率達到90%。

圖 2 工（gōng）藝設備分布圖（tú）

自動化衝壓（yā）線視覺對中係統的組成自動化衝壓線的起始工位為（wéi）衝（chōng）壓板料拆垛區域，拆（chāi）垛區（qū）的拆垛速度決定了整條衝壓線生（shēng）產節拍的快慢。

該區域內集中（zhōng）了眾（zhòng）多的工（gōng）藝設備，線首單元具體（tǐ）包括拆垛、輸送、清洗、塗油、對中（zhōng）、上料模塊，傳送單元包括傳送模（mó）塊，線尾單元包括下料、檢驗、裝框模塊。

工藝設備布（bù）局（jú）分布如圖 2 所示。 

通（tōng）過板料自動拆垛係統、自動輸送係統、自動清洗塗油係統等技術措（cuò）施，實現衝壓自動線較高的生產節拍（pāi），實現生產節拍 7 ～ 10 次/min。

其中（zhōng），板料自動拆垛係統，實現在人工將衝壓板料（liào）以垛料形式放置到垛料（liào）台車（chē）上之（zhī）後的板料自動磁性分張（防多（duō）張技術應（yīng）用）、ABB 工業機器人抓取板料拆垛、自動放料到皮（pí）帶輸送機上（shàng）（進入到清洗機及塗油（yóu）機），解決了人機交互的安全問題，並降低人力成本。

自動（dòng）清洗機、塗油機係統包括清（qīng）洗和塗油，清洗機適合汽車外觀（guān）件的生產，板料經過清洗、去除表麵的雜質顆粒，避免衝壓過程中損傷板料表麵（miàn）。

塗油機可根據板料的形狀，進行編程，需要塗油的部位進行（háng）塗（tú）油，不需要塗（tú）油的部分不（bú）塗油，最（zuì）大限（xiàn）度地節省防鏽拉伸油。

通過（guò）對清洗機及塗（tú）油（yóu）機的集成與應用，達到考慮衝壓件表麵質量的同時兼顧（gù）經濟型。

對於質量要求比較高的汽車外板件，需要使用清洗機。

對於質量要求不高的（de）汽車內板（bǎn）件，則可以不使用清洗機，對其安裝位置進（jìn）行預留。

（3）采用碳纖維材料做端拾器主杆，降低端拾器重量（liàng） 10 kg，從而降低機器人負載，提高機器人運行的可靠性。

板料在壓力機之間傳輸，因（yīn）機器人的速度快、板料重，導致慣性大，機器人負載重（chóng），影響其可靠性（xìng），采用碳纖維材料，重量（liàng）減輕，提高可靠性。

碳纖維（carbon fiber，簡稱（chēng） CF），是一種含（hán）碳量在 95%以上的高強度、高模量纖維（wéi）的新型纖維材料。

它（tā）是由片狀石墨（mò）微晶（jīng）等有機（jī）纖維沿纖維（wéi）軸向方向堆砌（qì）而成，經碳化及石墨化處理而（ér）得到的微（wēi）晶石墨材料（liào）。

碳纖維“外柔（róu）內剛”，質量比金屬鋁輕，但強度卻高於鋼鐵，並且具有耐腐蝕、高模量（liàng）的特性，在國防軍工（gōng）和民用方麵都是重要材料。

它不（bú）僅具有碳材料的固（gù）有本征（zhēng）特性，又兼備紡織纖維的柔軟可加工性（xìng），是新一代增強纖維。見（jiàn）圖 3。

圖（tú） 3 端拾器碳纖維主杆

（4）采用了自動模具夾（jiá）緊器，實現快速自（zì）動換摸。

將換摸時間從手工（gōng）生產線的 30 ～ 50 min，縮短到10 min 內完成，大（dà）幅提升自動線柔（róu）性及生產效率。

該項（xiàng）目所集成和應用的自（zì）動換模係統，實現模（mó）具的自動鬆模（mó）、自動移（yí）出（chū）、自動夾模，將（jiāng）換摸時間從手工生產線的 30 ～ 50 min，縮短到 10 min 內完成，大大提（tí）升自動線柔性及生產效率，如圖 5、圖 6 和圖7 所示。

圖 5 衝壓自動線方案整體模型圖（tú） 1

圖 6 衝壓自動線方案整體模型圖 2

圖 7 衝壓自動線方案局部模型圖

衝壓自動線柔性好，端拾器可在 10 min 內快速、靈活更換，自動換摸係統也可以實現模具在 10 min 內自動（dòng）、快速更換。

其中，在端拾器快速更換係統方麵，端拾器是具有（yǒu）柔性的工裝夾具，是衝壓自動化線必不可少的組成部（bù）分。

在衝壓生產中，機器人通過更（gèng）換端拾器來（lái）吸取各種不同的衝壓件，利用端拾器實現在製件傳輸的“拾取”和“擺放（fàng）”。

隨著汽車生產線的柔性要求的提高，六軸或七軸工業機器人的端拾器要經常進行切換，以適應不同的板料及（jí）產品（pǐn）。

該項目所集（jí）成與應用的端拾器快速更換係（xì）統，將實現端拾器（qì）的自動更（gèng）換，並在 3 min 內完成，大大提升（shēng）自動線（xiàn）柔性及生產效率。

為適應更多的（de）產（chǎn）品共線（xiàn）生產，也需要實現端拾器的（de）自主集成和掌握編程技術，提高（gāo）衝壓自動化生產線的多（duō）品種的適（shì）應性。

在自動換摸係（xì）統方麵（miàn），自動換摸係統可以實現模具的自動更換，具備自動鬆模、自動移出、新模具自動夾模等功（gōng）能。

該項目所集成與應用和應用（yòng）的自動換模係統，將使換摸時（shí）間從手（shǒu）工生產線的 30 ～ 50 min，縮短到 10 min 內完成，大大提升自動線柔性及生產效率。

該項技術集成與應用，相比傳統手工（gōng）生產線，產生（shēng）的生產（chǎn）優勢如表 1 所示。

表 1 自動線與手工（gōng）線對比

序號 內容 傳統（tǒng）手工生產線（xiàn） 自動（dòng）化生產（chǎn）線 備（bèi）注

1 衝次（每分鍾） 3.5 7～10 提（tí）高 100%

2 人數 72 24 節省 48 人

3 年產量（萬衝次） 119 238 產（chǎn）量提高 100%

3 結束語

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

與傳統手工生產線相比，六（liù）軸或七軸工業機器人自動化衝壓線的應用，將（jiāng）生（shēng）產（chǎn）線節拍提升（shēng）至 7 ～ 10 次/min，從而使公司在衝壓產品方麵的生產（chǎn）效率大幅（fú）提升。

通過機器生產代替手工操作，提高產品的製造精度，從而提升衝壓產品的質量，且六軸或（huò）七軸工業機器人（rén）衝壓自動線（xiàn）作為一種靈活（huó）、可靠（kào）、通用的加工單元完全可（kě）以長時間保持工作的穩定性和安全性

通過更換端拾器和機器人（rén）程序簡（jiǎn）單的調整（zhěng）就可以應用在不同的衝壓產品生產上。

由於生產效（xiào）率、產能和產品質量的提升，為公司的核（hé）心競爭力提升提供了（le）有力支持，核心競（jìng）爭力的提升在市場競爭激烈的汽車零部件行業中尤為重要（yào）。

參（cān）考文獻：

[1] 何 芳（fāng）.衝壓自動化線（xiàn）的若幹基本問題[J].鍛壓技術，1995

（2）：29-32.

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

2016（5）：52-54.

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

Industry Robot Ramming Automation On-line Technical Integration and Application

DING Gang-qiang

（Guangxi Autombile Group Liuzhou Wuling Motors Co.，Ltd.，Liuzhou Guangxi 545007，China）