本文主要介绍了机器人的放置位置、机器人各轴的旋转角度及运行速度、机器人辅助部件等因素对冲压生产节拍的影响;并对机器人运行轨迹、等待位置、参数设定等进行分析,优化机器人放置位置及其运行轨迹,提升冲压线生产节拍。随着汽车、航空、家电等行业的快速发展,我国板材加工设备有了长足进步。据不完全统计,轿车零部件中40%以上是金属板材冲压件,由此可见冲压设备在汽车工业中具有重要地位,而板料的输送在冲压生产中处于中心环节。传统的冲压生产方式,多采用人工取放料,劳动强度大,生产效率低,且精度较差,存在安全隐患。冲压件品质受操作者技能和素质等因素的影响较大,从而导致生产质量和效率的降低。连续、高效、无间歇是冲压自动化生产的特点,冲压自动化系统作为柔性、高效、可靠、通用的加工单元,确保了冲压生产的稳定性和安全性。因此,手工送料等传统的输送方式逐渐被自动送料机构所取代。目前国内六轴机器人技术日趋完善,成本越来越低,使用也越来越普及,高度柔性越来越显示出其优越性。在冲压自动化系统中,作为自动化输送系统的主要部分,机器人主要完成板料拆垛、各压力机间的自动上下料、板料传送翻转等工作,以取代繁重、危险的人工操作。机器人通过控制系统实现与压力机的随动和互锁,完成机器人的运动控制、气动与真空系统监控及安全防护等。为了提高生产节拍,提升整线生产效率,基于每个工序之间的均衡为前提,对机器人运行轨迹、等待位置、参数设定等进行分析,优化机器人放置位置及其运行轨迹。冲压生产线布局如图1 所示。提高机器人的节拍,最基本的是提升机器人的运转速度,在排除速度因素之外,主要考虑以下三个方面因素。
机器人的放置位置
在冲压生产过程中,机器人的主要作用是进行冲压件由上一工序输送至下一工序,将冲压件从A 位置输送至B 位置。如图2 所示,将冲压件从A 位置输送至B 位置,理论上机器人可以放置的位置很多,只要机器人的臂能够到达A 点和B 点。实际上,机器人放置的位置很有限。主要的三个限制条件如下:⑴冲压件的重量和尺寸;机器人的臂展与载荷成反比,臂展越大,载荷越小,在满足载荷的情况下,臂展必然受到限制。同时如果冲压件的外形很大,也必须加长机器人的臂长。⑵成本限制,在保证负荷能力的情况下,臂展越长;机器人价格越高,主要因为机器人采用的马达和减速机功率增大,结构强度增高。⑶冲压线的空间规划不同,机器人可摆放的位置,同样会受到约束。