本文主要介紹了機器人的放置位置、機器人各軸的旋轉角度及運行速度、機器人輔助部件等因素對沖壓生產節拍的影響;并對機器人運行軌跡、等待位置、參數設定等進行分析,優化機器人放置位置及其運行軌跡,提升沖壓線生產節拍。隨著汽車、航空、家電等行業的快速發展,我國板材加工設備有了長足進步。據不完全統計,轎車零部件中40%以上是金屬板材沖壓件,由此可見沖壓設備在汽車工業中具有重要地位,而板料的輸送在沖壓生產中處于中心環節。傳統的沖壓生產方式,多采用人工取放料,勞動強度大,生產效率低,且精度較差,存在安全隱患。沖壓件品質受操作者技能和素質等因素的影響較大,從而導致生產質量和效率的降低。連續、高效、無間歇是沖壓自動化生產的特點,沖壓自動化系統作為柔性、高效、可靠、通用的加工單元,確保了沖壓生產的穩定性和安全性。因此,手工送料等傳統的輸送方式逐漸被自動送料機構所取代。目前國內六軸機器人技術日趨完善,成本越來越低,使用也越來越普及,高度柔性越來越顯示出其優越性。在沖壓自動化系統中,作為自動化輸送系統的主要部分,機器人主要完成板料拆垛、各壓力機間的自動上下料、板料傳送翻轉等工作,以取代繁重、危險的人工操作。機器人通過控制系統實現與壓力機的隨動和互鎖,完成機器人的運動控制、氣動與真空系統監控及安全防護等。為了提高生產節拍,提升整線生產效率,基于每個工序之間的均衡為前提,對機器人運行軌跡、等待位置、參數設定等進行分析,優化機器人放置位置及其運行軌跡。沖壓生產線布局如圖1 所示。提高機器人的節拍,最基本的是提升機器人的運轉速度,在排除速度因素之外,主要考慮以下三個方面因素。
機器人的放置位置
在沖壓生產過程中,機器人的主要作用是進行沖壓件由上一工序輸送至下一工序,將沖壓件從A 位置輸送至B 位置。如圖2 所示,將沖壓件從A 位置輸送至B 位置,理論上機器人可以放置的位置很多,只要機器人的臂能夠到達A 點和B 點。實際上,機器人放置的位置很有限。主要的三個限制條件如下:⑴沖壓件的重量和尺寸;機器人的臂展與載荷成反比,臂展越大,載荷越小,在滿足載荷的情況下,臂展必然受到限制。同時如果沖壓件的外形很大,也必須加長機器人的臂長。⑵成本限制,在保證負荷能力的情況下,臂展越長;機器人價格越高,主要因為機器人采用的馬達和減速機功率增大,結構強度增高。⑶沖壓線的空間規劃不同,機器人可擺放的位置,同樣會受到約束。