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轉發自：裝備制造技術

作者：丁剛強

（廣西汽車集團柳州五菱汽車工業有限公司，廣西柳州 545007）

圖 1 視覺對中系統主要影響生產線布局及輸出節拍的因素在于拆垛、對中以及壓機間搬運等環節[3]，本研究通過采用 ABB 公司的沖壓專用機器人 IRB6660 與 Rockwell PLC 控制系統結合

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，獲取板料工件位置數據，再通過與標準圖像進行位置比對，把位置變化量傳輸給機器人，機器人自動通過調整抓件姿態，實現自動抓取工件。

實現沖壓自動線的可靠性、穩定性，使自動運行率達到90%。

自動化沖壓線視覺對中系統的組成自動化沖壓線的起始工位為沖壓板料拆垛區域，拆垛區的拆垛速度決定了整條沖壓線生產節拍的快慢。

該區域內集中了眾多的工藝設備，線首單元具體包括拆垛、輸送、清洗、涂油、對中、上料模塊，傳送單元包括傳送模塊，線尾單元包括下料、檢驗、裝框模塊。

工藝設備布局分布如圖 2 所示。

通過板料自動拆垛系統、自動輸送系統、自動清洗涂油系統等技術措施，實現沖壓自動線較高的生產節拍，實現生產節拍 7 ～ 10 次/min。

其中，板料自動拆垛系統，實現在人工將沖壓板料以垛料形式放置到垛料臺車上之后的板料自動磁性分張（防多張技術應用）、ABB 工業機器人抓取板料拆垛、自動放料到皮帶輸送機上（進入到清洗機及涂油機），解決了人機交互的安全問題，并降低人力成本。

自動清洗機、涂油機系統包括清洗和涂油，清洗機適合汽車外觀件的生產，板料經過清洗、去除表面的雜質顆粒，避免沖壓過程中損傷板料表面。

涂油機可根據板料的形狀，進行編程，需要涂油的部位進行涂油，不需要涂油的部分不涂油，最大限度地節省防銹拉伸油。

通過對清洗機及涂油機的集成與應用，達到考慮沖壓件表面質量的同時兼顧經濟型。

對于質量要求比較高的汽車外板件，需要使用清洗機。

對于質量要求不高的汽車內板件，則可以不使用清洗機，對其安裝位置進行預留。

（3）采用碳纖維材料做端拾器主桿，降低端拾器重量 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，因機器人的速度快、板料重，導致慣性大，機器人負載重，影響其可靠性，采用碳纖維材料，重量減輕，提高可靠性。

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

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“外柔內剛”，質量比金屬鋁輕，但強度卻高于鋼鐵，并且具有耐腐蝕、高模量的特性，在國防軍工和民用方面都是重要材料。

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）采用了自動模具夾緊器，實現快速自動換摸。

將換摸時間從手工生產線的 30 ～ 50 min，縮短到10 min 內完成，大幅提升自動線柔性及生產效率。

該項目所集成和應用的自動換模系統，實現模具的自動松模、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 內完成，大大提升自動線柔性及生產效率，如圖 5、圖 6 和圖7 所示。

其中，在端拾器快速更換系統方面，端拾器是具有柔性的工裝夾具，是沖壓自動化線必不可少的組成部分。

在沖壓生產中，機器人通過更換端拾器來吸取各種不同的沖壓件，利用端拾器實現在制件傳輸的“拾取”和“擺放”。

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產品。

該項目所集成與應用的端拾器快速更換系統，將實現端拾器的自動更換，并在 3 min 內完成，大大提升自動線柔性及生產效率。

為適應更多的產品共線生產，也需要實現端拾器的自主集成和掌握編程技術，提高沖壓自動化生產線的多品種的適應性。

在自動換摸系統方面，自動換摸系統可以實現模具的自動更換，具備自動松模、自動移出、新模具自動夾模等功能。

該項目所集成與應用和應用的自動換模系統，將使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，相比傳統手工生產線，產生的生產優勢如表 1 所示。

結束語

機器人自動化沖壓線技術，將提高企業產品質量、生產效率，提高企業核心競爭力。

與傳統手工生產線相比，六軸或七軸工業機器人自動化沖壓線的應用，將生產線節拍提升至 7 ～ 10 次/min，從而使公司在沖壓產品方面的生產效率大幅提升。

通過機器生產代替手工操作，提高產品的制造精度，從而提升沖壓產品的質量，且六軸或七軸工業機器人沖壓自動線作為一種靈活、可靠、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，通過更換端拾器和機器人程序簡單的調整就可以應用在不同的沖壓產品生產上。

由于生產效率、產能和產品質量的提升，為公司的核心競爭力提升提供了有力支持，核心競爭力的提升在市場競爭激烈的汽車零部件行業中尤為重要。

參考文獻：

[1] 何 芳.沖壓自動化線的若干基本問題[J].鍛壓技術，1995（2）：29-32.

[2] 李學斌.沖壓自動化生產線及設備的使用[J].汽車工程師，2016（5）：52-54.

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