沖壓是制造業(yè)中繁重且對操作人員健康影響較大的作業(yè)之一，也是工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用逐漸增多的行業(yè)。目前，歐美發(fā)達(dá)國家沖壓線的設(shè)計(jì)和制造已經(jīng)形成標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，而國內(nèi)汽車廠家機(jī)器人沖壓線較少，多被國外系統(tǒng)集成商壟斷。

　　因此，國內(nèi)汽車廠家花費(fèi)在設(shè)計(jì)、制造方面的成本較大，同時(shí)還存在后期備件成本高、不能及時(shí)進(jìn)行維護(hù)等不足。從提高自主集成應(yīng)用技術(shù)水平的角度，產(chǎn)線的設(shè)計(jì)將會(huì)涉及整體運(yùn)行、機(jī)器人、夾緊機(jī)構(gòu)、控制單元等多方面。

　　Part．1 生產(chǎn)線案例介紹

　　此案例的機(jī)器人沖壓生產(chǎn)線用于沖壓汽車車橋零件，工件輸送采用機(jī)器人自動(dòng)傳輸方式，其中人工將工件放置在拆跺臺(tái)上，拆跺臺(tái)靠磁力進(jìn)行定位夾緊。

　　拆垛機(jī)器人抓取工件進(jìn)行雙料檢測，隨后送至壓機(jī)內(nèi)，中間4臺(tái)機(jī)器人進(jìn)行不同工序的搬運(yùn)沖壓，最后卸料工序由兩臺(tái)卸料機(jī)器人組成，針對雙工位沖壓進(jìn)行快速卸料。

　　Part．2 產(chǎn)線主要結(jié)構(gòu)分析

　　總體布局包括壓力機(jī)和沖壓自動(dòng)化系統(tǒng)，其中沖壓自動(dòng)化系統(tǒng)通常包含拆垛系統(tǒng)、自動(dòng)傳輸系統(tǒng)和線尾出料系統(tǒng)。該系統(tǒng)將工人上料工位與端拾器更換分開布置，保證了系統(tǒng)操作的安全和簡便。

　　機(jī)器人

　　該生產(chǎn)線采用了7 套機(jī)器人，均采用了新型交流伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，因此此類產(chǎn)線一般有結(jié)構(gòu)緊湊、高輸出、響應(yīng)快、高可靠性和維護(hù)保養(yǎng)方便等要求。機(jī)器人本體也需要更緊湊、更靈活，具有更大的運(yùn)動(dòng)空間和更好的穩(wěn)定性。

　　工件抓取與檢測

　　該生產(chǎn)線采用兩套拆垛機(jī)，具備自動(dòng)切換抓取工件的模式，主要由磁力裝置、調(diào)整裝置、檢測裝置、框架及滑行裝置組成。

　　工件在拆垛臺(tái)首先放料時(shí)粗定位，然后通過磁性分張器對垛料進(jìn)行分張，降低拆垛時(shí)吸雙料的故障率。拆垛臺(tái)配置末料檢測裝置，檢測機(jī)器人拆垛完成時(shí)，機(jī)器人自動(dòng)進(jìn)入待料狀態(tài)，放完料之后，快速恢復(fù)生產(chǎn)。

　　端拾器放置滑臺(tái)裝置

　　該生產(chǎn)線的所有端拾器均采用自動(dòng)切換方式，由手輪、滑軌、端拾器定位機(jī)構(gòu)及滑臺(tái)定位裝置組成

　　端拾器

　　端拾器主要應(yīng)用在現(xiàn)有鈑金件沖壓自動(dòng)化生產(chǎn)過程中，為機(jī)器人對零件進(jìn)行搬送的工裝。它安裝在壓機(jī)的上下料機(jī)器人上，通過軌跡示教 帶動(dòng)端拾器按照預(yù)設(shè)軌跡完成對工件的拾取工作。

　　目前汽車沖壓線的生產(chǎn)過程中，采用鋁型材進(jìn)行端拾器設(shè)計(jì)和制造，利用其輕量化、高強(qiáng)度和高剛性的特點(diǎn)，使機(jī)器人端拾器在搬送零件時(shí)減輕負(fù)載、減小晃動(dòng)，提高在零件搬送過程中的穩(wěn)定性。

　　Part．3 夾緊器與控制單元設(shè)計(jì)

　　壓力機(jī)滑塊增加自行走式夾緊器，一次性安裝，模具夾緊簡單、可靠。

　　夾緊器的結(jié)構(gòu)

　　①壓力機(jī)上模采用自行走式夾緊器對上模或者上模墊板進(jìn)行自動(dòng)夾裝。

　　②自行走式夾緊器由氣缸和特殊的鏈條構(gòu)成，可以使夾緊器在T 型槽內(nèi)自由滑動(dòng)行走，滿足不同尺寸的模具及墊板的需求。

　　③采用4 個(gè)夾緊器，每個(gè)夾緊器夾緊力為98．0kN，保證模具安全穩(wěn)定地工作。

　　④獨(dú)立的控制單元，控制單元由泵與不漏閥的機(jī)能有機(jī)地結(jié)合形成的電氣控制（電磁閥操作）的油壓控制單元。小型不占空間的HCS 最適合用于小型、中型壓力機(jī)的模具夾緊器控制。HCS控制單元安裝在滑塊內(nèi)部，節(jié)省空間，不影響維護(hù)。

　　⑤下模自動(dòng)夾緊器。下模采用4個(gè)自動(dòng)滑動(dòng)式夾緊器進(jìn)行夾持，自動(dòng)滑動(dòng)式在換模時(shí)，自動(dòng)避讓下模換模墊板，保證自動(dòng)換模。

　　控制單元的結(jié)構(gòu)

　　下模采用VSB 電氣控制單元以及HUT氣壓驅(qū)動(dòng)動(dòng)力單元。HUT動(dòng)力單元是使用了超小型、高性能的泵，根據(jù)氣壓活塞和油壓活塞的面積比把壓縮空氣的壓力轉(zhuǎn)換為高壓油壓，對油壓夾緊器最合適的油壓源。電氣控制單元采用特殊無漏密封機(jī)構(gòu)，在斷 開驅(qū)動(dòng)氣壓、泵停止的狀態(tài)下也能長時(shí)間保障夾緊器的油壓。夾緊回路和舉模回路的兩種油壓回路能構(gòu)成具備基本功能的、安全的油壓回路。

　　該裝置具有較強(qiáng)的安全性。根據(jù)由夾緊回路與舉模回路組合而成的壓力開關(guān)的電信號(hào)，能構(gòu)成一系列連鎖反應(yīng)。舉模臂為下降狀態(tài)（舉模回路油壓在設(shè)定壓力以下），夾緊回路油壓在設(shè)定壓力以上時(shí)壓力機(jī)可以運(yùn)轉(zhuǎn)。壓力機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中夾緊回路油壓下降，夾緊力降低時(shí)，壓力機(jī)會(huì)緊急停止。

　　該生產(chǎn)線具有形式多樣、結(jié)構(gòu)合理的優(yōu)勢，每個(gè)子系統(tǒng)又可細(xì)分為很多不同的類型。各項(xiàng)產(chǎn)線設(shè)計(jì)理念及機(jī)器人與夾緊機(jī)構(gòu)的融合設(shè)計(jì)，大大提高了車身制造水平。