冲压机器人工艺排布的注意事项

机器人直线七轴技术是冲压机器人运送系统软件的较新发展成效，根据剖析在某汽车企业冲压生产车间所选用的机器人直线七轴技术性，论述了该技术应用的优点和优势。

伴随着在我国汽车工业生产高速发展，金属板材材质材料冲压自动化控制获得巨大进步，特别是工业生产机器人运送系统软件在自动化技术冲压生产流水线的广泛运用，为高软性、效率高的冲压生产流水线带来了不错的解决方法。

当代汽车工业生产具备生产制造产业化、车系大批量小、种类变化快、多车系共线生产的特性，这种发展趋势规定冲压自动化控制持续向高软性和效率高方位发展趋势。串列式单机版连线自动化技术冲压线是目前在我国汽车厂冲压生产流水线选用的流行计划方案。选用机器人运送系统软件的串列式单机版连线自动化技术冲压生产流水线，具备低投入、效率高、高韧性等优势，而且由于工业生产机器人技术性飞速发展，冲压机器人运送系统软件的功能还在不断提升。

机器人运送系统软件在冲压自动化流水线里的应用

在选用机器人运送系统软件的自动化技术冲压生产流水线，机器人关键进行板材拆垛、各工艺流程压力机中间的冲压产品工件传输、线尾产品工件导出等工作中。根据PLC控制系统软件的融洽，机器人与压力机中间，上下料机器人中间，机器人与输送机械设备中间具备精确稳定的健身运动协调关系，各机器人的功能布局如下图1所显示。

图1 冲压机器人运送系统软件功能布局

机器人直线七轴技术性的详细介绍

用以冲压生产流水线的工业生产机器人，从我国早已建成投产的自动化技术冲压生产流水线看来，绝大多数为规范六轴工业生产机器人，其优点取决于产品成本较低，柔性生产水平高，后期维护简单。但六轴工业生产机器人由于健身运动姿势的限定，冲压产品工件在从上一台压力机往下一台压力机传递过程中，冲压产品工件务必开展180多度水准转动，这就造成机器人轨迹繁杂，冲压产品工件在转动情况下非常容易掉下来等难题，这就限制了机器人的运行速度，从而限制了生产节拍的提升。冲压产品工件的程度转动姿势，必须很大的的空间，特别是在在运送“车体侧围”等大中型冲压件时，这种情况更为显著。这就造成前后左右工艺流程压力机中间的间隔过大，增强了生产流水线的占地总面积，从而提升工业厂房基础设施投资。

机器人直线七轴技术性恰好是为了能摆脱规范六轴工业生产机器人的以上情况而开发设计来的，其基本概念便是在机器人第六轴的法兰片上提升外界轴移动设备，该设备配备有自主的步进电机和伺服电机，根据电缆线连接机器人操纵电柜里，由机器人的自动控制系统融洽该直线七轴设备与机器人的别的六个轴的融洽运行，如下图2所显示。

图2　配备直线七轴设备的工业生产机器人

根据在机器人第六轴上改装直线七轴设备，建立产品工件在前后左右压力机中间的平行移动，大大简化了机器人的运送运动轨迹，不但能够提高生产效率，还能够节省空间，如下图3所显示。

图3　冲压产品工件在前后左右压力机中间运送情况下的平行移动

选用直线七轴技术性的机器人冲压生产流水线整体规划时的常见问题

在好几个冲压自动化流水线项目建设中使用了配备直线七轴技术性的工业生产机器人运送系统软件，积累了一些工作经验，在其中整体规划期内的经历关键汇总如下所示：

① 怎么选择前后左右压力机中间的核心间隔；

② 假如挑选压力机滚轮行程安排和模具开口度；

③ 合理的防碰撞对策。

前后左右压力机的中心距的挑选

选用直线七轴技术性的工业生产机器人对运作室内空间的要求不高，当第一台压力机吨数不小于2000吨，压力机操作台前后左右总宽设置为2500mm时，前后左右压力机中间的较少间隔能够设置为约5800mm，间隔越小，对节奏的提高毫无疑问更强，但具体整体规划时，还要综合分析下列三个要素。

假如生产流水线还要配备“机器人全自动拆换未端电动执行机构”作用，当压力机中心距过钟头，必定会造成前后左右压力机的立杆中间并没有非常的室内空间，没法完成机器人原地不动转过身到机器人基座后才来拆换未端电动执行机构，这就只有配备未端电动执行机构移载小轿车，会提升土建工程和设备投资，并减少机器设备的运转可靠性。

配备未端电动执行机构移载小轿车，机器人基座也就迫不得已拆换为门型基座，这又会致使前一台压力机的左后立杆和后一台压力机的左前立杆，与机器人的基座间距非常近，压力机立杆里的检修守门员难以开启。

压力机中心距过小，压力机基座前后左右就没充足的区域用以配备维修平台，给安排在压力机基座下的操作台夹持顶起液压缸的修理产生艰难，减少压力机之后的检修便捷性。

压力机滚轮行程安排和模具开口度的的挑选

当生产流水线选用直线七轴技术性，在开展压力机和模具设计方案时，滚轮行程安排和模具开口度能够依照下列标准完成设置。

图4　模具开口度的设置提示

如下图4所显示：G = A B C D

A 零件薄厚 （企业 mm）

B 上模间距：50mm

C 直线七轴设备 端拾器 薄厚 ：250mm

D 下模间距：50mm

模具的合理张口相对高度一定要超过G，机器人才能够成功的将冲压件从模具内送进或取下。

当模具的合理张口相对高度低于G时，则必须对模具和冲压件开展深入分析，能够确定该冲压件是不是能在该冲压网上生产制造。

合理的防碰撞对策

直线七轴工业生产机器人，在开展冲压生产过程中，直线七轴设备要探入到模具凹模内开展上下料，因此在硬件软件系统软件上需要使用下列有效措施来降低产生撞击的风险性。

① 在压力机自动控制系统中，设定有效的**视角，并空出充足的滚轮制动减速度；

② 当压力机滚轮运作的行程安排频次产生变化时，全自动撤销“开料机器人的提早进到上料”和“压力机滚轮提早下滑”的改进姿势 ；

③ 时下料机器人的速率设置小于100%时，全自动撤销“送料机器人的提早进到送料”的改进姿势；

④ 当送料机器人的速率设置小于100%时，全自动撤销“压力机滚轮提早下滑”的改进姿势；

⑤ 当压力机滚轮在上涨情况下突然停止时，马上全自动终止“开料机器人的运作”；

⑥ 时下料机器人在模腔内上料全过程时，要是因常见故障突然停止，应该马上终止送料机器人的运作。而且故障排除后，务必手动式将开料机器人移除模腔后，重新启动生产制造循环系统。

⑦ 全程自动换模时，第一个步骤必须是所有机器人先回HOME位，随后才容许压力机操作台启动。

⑧ 全程自动换模时，必须是在压力机的换摸步骤所有完成后。由人为确定后，按住“生产流水线循环系统启动按钮”，才容许机器人运作到“等候开料部位”。

⑨ 在压力机上新增一个检验滚轮部位的绝对值编码器，并与压力机本身的滚轮角度编码器数据信号开展即时比照，假如发生误差，马上终止滚轮和机器人的运作；

⑩ 在直线七轴设备的两边配备塑胶防撞块，当产生轻度撞击时，确保七轴本身不容易毁坏 。

根据机器人直线七轴技术性在众多新项目里的实践应用，对该技术性的优势汇总如下所示：

（1）产品工件在生产过程中持续保持平行移动，不必转动。这有利于增强产品工件在左右工艺流程压力机中间的传输速度，从而提升生产流水线的高效率，特别是在要在生产制造“车体侧围”等大中型覆盖件时，竞争优势更显著。

（2）产品工件在左右工艺流程压力机中间传送时维持平行移动方法，能使大中型产品工件在较小一点室内空间内传送，减少压力机中间的间隔，也就降低成条冲压线在工业厂房里的占地总面积，从而减少工业厂房的建设成本。

（3）选用直线七轴技术性的机器人运送系统软件适应能力强，柔性生产高，小到侧围，大到“车体总体侧围”等冲压件均能够自动式高效率生产制造。

（4）相互配合大中型机器人，直线七轴设备的合理负载能力强。比如配备直线七轴技术性的机器人采用是指ABB IRB7600 325/3.1型机器人，直线七轴设备顶端的负载能力能够超过90Kg。减掉未端电动执行机构和“未端电动执行机构快换工装夹具”的品质，还能够给予较少60Kg的负载能力给冲压产品工件，这早已远远地超过了一般小汽车和SUV的总体侧围冲压件的品质。

机器人直线七轴技术性存在的局限

（1）根据承载力的考虑到，直线七轴设备的长短是有局限的，这就对前后左右压力机的较大中心距存有限定。一般情况下，前后左右压力机中心线间的间隔不可超过8.5m。假如是旧式手动式冲压生产流水线更新改造，前后左右压力机中心距超过以上标值，将没法选用机器人直线七轴技术性。

（2）冲压生产过程中，直线七轴设备是必须伸进到压力机模腔内的，假如产生机器人与机器人、机器人与模具的撞击，很有可能导致七轴设备的毁坏，直线七轴设备的修补困难比较大。

伴随着在我国汽车行业竞争的持续加重，汽车的原材料成本和质量变成各汽车制造厂家争夺销售市场的前提条件，因而，选用机器人运送系统软件开展冲压生产制造是减少汽车原材料成本，提升车体生产制造质量的关键技术手段。机器人直线七轴技术性也是充分运用了冲压机器人运送系统软件的优点，将高软性，效率高，低投入的特征更促进了一步。

汽车生产制造中60%~70%的金属材料零部件需冲压生产加工成型，据调查，生产制造一辆普通轿车均值必须约1500个冲压件。冲压是较基本、较传统式、较主要的金属材质的激光切割加工方式之一，车的身上各种各样覆盖件，车里支撑件，构造提升件，也有很多的汽车零部件，如发动机的排气管弯头及消音器，中空发动机凸轮轴，发动机油底壳，发动机支架，框架剪力墙件，横侧梁等都归属于冲压件。

冲压模具在冲压加工工艺中是十分重要的工作服。用简单得话而言冲压模具便是冲压时采用的“模版”，一个模版只有冲压出一种冲压件，依据所需的冲压件的不一样规格、原材料、样子，需用挑选不一样种类的冲压模具。

近些年，在我国冲压模具水准已经有非常大提升。大中型冲压模具已能生产制造单做一套有点贵净重达50多吨的模具。为国产微型车配套设施的覆盖件模具中国也可以生产制造了。精密度做到1~2μm，使用寿命2亿个上下的多工位冲压模具中国可以生产加工。外表粗糙度做到Ra≦1.5μm的精冲压模具，大规格(Φ≧300mm)精冲压模具及中板精冲压模具中国也已做到非常强的水准。

在我国模具领域通过很多年发展趋势，总体水平和综合竞争力获得明显提高，对汽车、摩托、电子器件、家用电器等领域的服务能力大大的提高，领域中已产生一定总数和实力的龙头企业，模具的产品品质和工艺水平拥有比较大提升。

我国目前模具产业链关键集中化在珠三角、长三角、环勃海三个大中型集聚区及其成都市——重庆市、武汉市——威海2个中等水平集聚区，以上五个地区里的模具生产能力占全国各地的90%之上。在这种大、中聚集区域内，还形成了诸多聚集水平更强的市、区、县、镇特点模具生产地，在我国模具领域的产业链集聚效应正逐步呈现。

从地区分布而言，东南方沿海城市的模具产业发展规划快过西部地区，南方地区的模具产业发展规划快过北方地区。现阶段发展趋势更快、模具生产制造更为集中化的省区是广东省和浙江省。

在国外、法国、日本的汽车加工制造业资本主义国家，汽车模具行业产值占模具全行业产值的40%之上，在中国有1/3以内的模具商品是为汽车加工制造业服务项目的。一般生产制造一款一般的小汽车必须1000至1500好几套虫也模具，约占全车生产制造需要所有模具年产值的40%上下。汽车冲压模具具备尺寸大、工作中型面繁杂、标准规范高特性，归属于技术密集型商品。由于科技进步和武器装备水准的提升，可以控制成本、提高生产效率的多工位模、冲压模具慢慢用于汽车冲压模具的设计制造中，变成汽车冲压模具生产制造技术发展方位。

近些年来汽车工业生产、电子信息技术、家用电器、建筑材料及机械制造业等的高速发展，在我国模具产业链也实现了持续增长。中商集团产业研究院公布的《2017-2022年我国模具行业前景调研及投资机会调查研究报告》预测分析，2018年我国模具领域总营业额将超2000亿美元。到2021年，我国汽车生产量将做到近3575万台，年平均增长速度在6.5%上下，而针对汽车模具的需求量将做到386吨。

依据行业前景，冲压模具的发展趋势会依据市场的需求、发展趋向和现阶段情况来确认。

（1）冲压模具产品发展关键。汽车覆盖件模具中发展重点是技术标准强的中高档汽车大中小型覆盖件模具，特别是外覆盖件模具。高韧性板和不一厚钢板的冲压模具及大中型多工位冲压模具、连续模将来将会出现迅速的发展趋势。多用途、多工位冲压模具中发展重点是高精密、效率高和大中型、高使用寿命的冲压模具。精冲压模具中发展重点是厚钢板精冲压模具大中型精冲压模具，并不断提升其精密度。

冲压模具一共有7小项，并有一些按其服务对象来叫法的一些类别。现阶段急缺发展趋势是指汽车覆盖件模具，多用途、多工位冲压模具和精冲模。这种模具如今产需分歧大，发展前景好。

（2）冲压模具技术发展关键。模具技术性行业发展趋势目的是为了朝信息化管理、高效运转生产制造与高精密发展。因而从设计技术而言，进步关键取决于大力推广CAD/CAE/CAM技术应用的运用，并不断提高工作效率，尤其是板才成形历程的计算机模拟分析技术。模具CAD、CAM技术性需向怡人化、一体化、智能化系统和智能化角度发展趋势，并提升模具CAD、CAM系统软件专用化水平。

模具CAD/CAM技术性能明显减少模具设计方案与生产周期时间，降低成本成本费，提高产品质量，已变成大家的的共识。在冲压成形CAE手机软件层面，除开引入的手机软件外，华科大、吉大、湖南师范大学等早已产品研发了较高质量的具备自主知识产权的手机软件，并已在生活实践中取得取得成功运用，产生了优良的经济效益。

围绕着汽车车体研发、大中型覆盖件模具的快速制造，近几年来也出现一些一个新的快速成型技术方式，例如目前已开始在生产中应用的无模多点成型及激光冲击和电磁成型等技术。它们都表现出了降低成本、提高效率等优点。

（3）提高模具标准化程度，搞好模具标准件生产供应也是冲压模具技术发展重点之一。 对于模具数字化制造、系统集成、逆向工程、快速原型/模具制造及计算机辅助应用技术等方面形成全方位解决方案，提供模具开发与工程服务，全面提高企业水平和模具质量，这更是冲压模具技术发展的重点。