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轉發自：設計創新 Technology Innovation and Application 2019 年 17 期（qī）

作者（zhě）：何樹洋

（廣州數控設（shè）備有限公司，廣東廣州 510530）

摘 要：傳統的電熱水器內膽衝壓生產一般采用專機操作和人工上下料相配（pèi）合的方式，但是這種生產方式操作具有一（yī）定的危（wēi）險性且生（shēng）產條件惡劣，已不能滿足日益快速發展的工業要（yào）求，因此實現電（diàn）熱水器內膽自動化生活迫在眉睫。

基於此，文章調查了某（mǒu）企業衝（chōng）壓生產線現狀，論述了工業機器人在衝壓（yā）線上的重要應用，針對電熱水器內膽的衝壓工序提出了衝壓機上下料（liào）機械手控製（zhì）係（xì）統方（fāng）案。

關鍵詞：衝壓；機械手；上下料（liào）；控製係統中圖分類號：TP242.2 文獻標（biāo）誌（zhì）碼：A 文章（zhāng）編號：2095-2945（2019）17-0084-02

Abstract: The traditional stamping production of the inner tank of electric water heater generally adopts the way of special machine operation and manual loading and unloading, but the operation of this mode of production is dangerous and the production conditions are bad, so it can not meet the industrial requirements of the rapid development day by day. Therefore, it is urgent to realize the automatic life of the inner tank of electric water heater. Based on this, this paper investigates the present situation of the stamping production line of an enterprise, discusses the important application of the industrial robot in the stamping line, and puts forward the control system scheme of the punch loading and unloading manipulator according to the stamping process of the electric water heater.

Keywords: stamping; manipulator; loading and unloading; control system

本文根據電熱水器內（nèi）膽（dǎn）衝壓加工的性質與特點，針對衝壓（yā）產品而研發（fā）的基於工業機（jī）器（qì）人的衝壓（yā）上下料（liào）的自動生產線，不僅（jǐn）能適應現（xiàn）今的衝壓自動化加工環境，使生產效率穩步（bù）提升，在（zài）其（qí）他機械製造業中也具有一定的通用性，對衝床，模具（jù）具有廣泛的兼容性。

1 衝壓（yā）自動（dòng）上下料生產線總體方案

1.1 衝壓自（zì）動化生產線整體方案布線圖

該機（jī）器人衝壓上下料產線為電熱水器內（nèi）膽（dǎn）端蓋衝壓自動化生產線，主要是由 1 套 PLC 總控（kòng）係統、4 台衝床、2 台油壓機、1 個（gè） 3kg 機（jī）械手（法蘭機）、1 個 10kg 機械手（自動上（shàng）料機）、7 台 GSK-RB08 機（jī）器人及其（qí）它相關設備組成。

整體方案布線如圖 1 所示，通過機器人係統集成，實現了熱水器內膽衝壓上下料生產全過程自動化。

圖 1 自動化生產線方案布線圖

1.2 上（shàng）下（xià）料機器人係統的總（zǒng）體（tǐ）要求

電熱水（shuǐ）器內膽上（shàng）下料機器人衝壓生產線要求（qiú）整個係統工作流程（chéng）實現自動化。具體要求包（bāo）括如下（xià）幾個方麵：

1.2.1 衝床要求

兩相鄰衝床工作台高度加（jiā）上模具下模高度之和，此數

值不要超 300mm 為好。

1.2.2 模（mó）具（jù）自動化要求

（1）模具要求上下模脫料順暢，不能有卡料現象（xiàng）。

（2）另模具的開模空位高度（除去定位的活動空間）盡（jìn）量大於 100mm 以上，特別情況可以改用（yòng）特殊結構。

（3）模具應有導向（xiàng）定位裝置，且有足夠的導（dǎo）向空間（jiān）。

（4）產品盡量少翻轉。因為機器人隻能正麵拿料與放料，所以每（měi）增加一個翻轉就需配套增加一個翻轉台與一台機器人。

（5）考慮兼容性，多款產品的翻轉工序盡量設計在同一個工序。

1.2.3 現場（chǎng）要求

兩機（jī）台間中心距離小（xiǎo）於 2200mm 時，機器（qì）人正麵機床，擺臂角度可小（xiǎo）於 180°，速度較快。

兩機台間中心距離大於 2200mm 時，機器人需反向放置在機台中間，擺臂角度為 180°，速度較正麵擺放方式會每次多用 1 秒以上。

1.2.4 控製（zhì）係統的要求

控（kòng）製係統結構設計合理，運行平（píng）穩（wěn），控製精度高，傳動方案可靠性高，噪音小。

1.2.5 經濟性要求

盡量結合用戶單位的需求，在不（bú）改變用戶單位原有衝床的機構（gòu）和安裝場地基礎上進（jìn）行改造，降（jiàng）低投資（zī）成（chéng）本。

1.3 內膽製造的工藝（yì）流程

在內膽衝壓（yā）階段，在準備好各工序模具的基礎上，由 10kg 機械手（自動上料機）自（zì）動在放料位置用吸盤抓取毛坯至傳（chuán）送帶上，再經過檢測儀檢測毛坯料（電熱水器金屬圓（yuán）板蓋，分為兩個位置疊放一起，板蓋（gài）疊放時塗有防鏽油，吸盤吸取（qǔ）時可能導致多個（gè）板蓋黏貼在一起，但上料每次隻

作（zuò）者簡介：何樹洋（yáng）（1990，01-），男，本科，研究方（fāng）向：電氣工程及（jí）其自動化，智能製造或工業（yè）機器人項目設（shè）計與應用。

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科技創新與應用

2019 年 17 期 Technology Innovation and Application 設計創新

能抓取一個）是否多個黏貼一（yī）起，單個板（bǎn）蓋（gài）允許傳送到機器人 5 取料位置，多個時由（yóu） 10kg 機械手取（qǔ）回（huí）至傳送帶上等待下一次上料（liào）；機器人 5 上料：上料機上毛坯料到（dào）取料（liào）位置後，機器人 5 抓取毛坯料（板蓋）分別給油壓機 E 和油壓機 F 進行衝（chōng）壓（產線分（fèn）為兩條支線）；

機器人（rén） 4 上下料：油壓機 E 衝壓完成後，通過下料裝置定位衝壓完（wán）成的半成品，機器人 4 抓取（qǔ）半成品給衝床 A 衝壓；

機器人 3 上（shàng）下料：衝床 A 衝（chōng）壓完成後，機器人 3 抓取半成品給衝床 B 衝壓；機器人 2 上下料（liào）：衝床 B 衝壓完成（chéng）後，機器（qì）人 2 抓取半成品給衝床 C，等待 3kg 機械手（法蘭機）抓取熱水器端蓋法蘭放置端蓋半成（chéng）品上後進行衝壓（yā）；機器人 1 下料：

衝床 C 衝壓完成後，機器人 1 抓取成品（熱水器左側端蓋）下料；機器（qì）人 6 上下料：油壓機 F 衝壓完成後（hòu），通過（guò）下料裝置定位衝（chōng）壓完成（chéng）的半成品，機器人 6 抓取半成品給衝床 D 衝壓；機器人 7 下料：衝床 D 衝壓完成後，機器人 7 抓取成品（pǐn）

（熱水器右側端蓋）下料。

2 衝壓生產線的控製（zhì）係統設計（jì）

為了實現生產過程運行速（sù）度快（kuài），定位（wèi）準（zhǔn），效率高目標，對（duì）各設備的自動（dòng）化控製（zhì）和它們間的配合協調控製就顯得尤為重要，下麵主要對衝壓（yā）生產線的控製係統的方案設計進行分析。

2.1 控製係統的硬件設（shè）計

衝壓自動生（shēng）產線（xiàn）的電（diàn）控係統主要由壓機、機器人（rén）及輔助（zhù）設備組成，在進行控製係統的硬件設（shè）計時需要充（chōng）分考慮以下兩點：

（1）壓機、機器人及輔助設備（bèi）三部分的工藝參數的選取設定、配合、動（dòng）作協調調整由控製係統統一（yī）協調，確保整條衝壓自動生產線正常運行；

（2）在進行控製係統的設計時，需要結合整條生產線的占（zhàn）地麵