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轉發自：《裝備製造技術》2019 年第 01 期

作者（zhě）：丁剛強（qiáng）

（廣西汽車集團柳州五菱汽車（chē）工業有（yǒu）限公（gōng）司，廣西柳州 545007）

其（qí）中，板料光學對中係統可以（yǐ）實現板料在（zài）經過清 Equipment Manufacturing Technology No.01，2019

洗、塗油（yóu）後，通過視覺（jiào）識別係統，對（duì）板料的位置、角度進行（háng）識別，按指定的板料抓（zhuā）取位置進行抓（zhuā）取，放置到壓力機生產線上的第一台壓力機的模具上。

該項目所集成和（hé）應用的板（bǎn）料光學對中係（xì）統，能夠可靠地將板（bǎn）料對中後放置（zhì）到壓力機（jī）的衝壓模具上（shàng），提升板料抓取、輸送和放（fàng）置（zhì）的（de）可靠性、維修維護的方便性。

（2）采用了智能（néng）視覺對中係統（見圖 1），實現了對衝壓板料位（wèi）置誤差的智能化識別及機器（qì）人自（zì）動更新抓取程序軌跡，解決（jué）了板料從（cóng）料垛（duǒ）到首（shǒu）台壓力機上料間板（bǎn）料傳輸的位置偏差，將（jiāng）生產線的生產節（jiē）拍由（yóu）手工的 5 spm 提高到 10 spm。

圖 1 視覺（jiào）對中係統主要影響生產線布局（jú）及輸出節拍的（de）因素在於拆（chāi）垛、對中以及壓機間搬運等環節[3]，本研究（jiū）通過采用（yòng） ABB 公司的衝壓專用機器（qì）人 IRB6660 與（yǔ） Rockwell PLC 控製係統結合，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（zhuā）件姿態，實現自動抓取工件。實現衝壓自動線的可靠性、穩定性，使自動運行率達到90%。

圖 2 工（gōng）藝設備分布圖

自動（dòng）化衝壓線視覺對中係統的組成自動化（huà）衝壓線的（de）起始（shǐ）工位為衝壓板料拆垛區域，拆垛（duǒ）區的拆垛速度決（jué）定了整條衝壓線生（shēng）產（chǎn）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、塗油、對中、上料（liào）模塊，傳送（sòng）單元（yuán）包括傳送模塊，線尾單元包（bāo）括下料、檢驗、裝框模塊。工藝設備布局分布如圖 2 所示。 

通過板料自動拆垛係統、自動輸送係（xì）統、自動（dòng）清洗塗油係統等技術措施，實現衝壓自動線較高的生（shēng）產節拍（pāi），實現生產節（jiē）拍 7 ～ 10 次/min。

其中，板料自動拆垛係統，實（shí）現在人工將衝壓板料（liào）以垛料形（xíng）式放置到垛料（liào）台車上之後的板料自動磁性分（fèn）張（防多張（zhāng）技術應用）、ABB 工業機（jī）器人抓取板料拆（chāi）垛、自動（dòng）放料到皮帶輸送機上（進入到清洗（xǐ）機及（jí）塗油機），解（jiě）決了人機交互的安全問題，並降低人力（lì）成本。

自動清洗機、塗油機係統包括清洗（xǐ）和塗油，清（qīng）洗機適合（hé）汽車外觀件的生產，板料經過清洗、去除表麵的雜質顆粒，避免（miǎn）衝壓過程中損傷板（bǎn）料表麵。

塗油機可根據板料的形狀，進行編程，需要塗油的部位進行（háng）塗油，不需要塗油（yóu）的部分不塗油，最大限度地節省防鏽（xiù）拉伸油（yóu）。

通過對清洗機及塗油機的集成與應用，達到考慮衝壓件表麵質（zhì）量的同時兼顧經濟型。

對於質量要求比較高的汽車外板件，需要使（shǐ）用清洗機。

對於質量要（yào）求不高（gāo）的汽車內板件，則（zé）可（kě）以不使用清（qīng）洗機，對其安裝位置進（jìn）行預留。

（3）采用碳纖維材料做端拾（shí）器主杆，降低端拾器重量 10 kg，從而（ér）降低機（jī）器（qì）人負載，提高機器人運行的可靠性。

板料在壓力機之間（jiān）傳輸，因機（jī）器人的速（sù）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（tí）高可靠（kào）性（xìng）。

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（xiān）維（wéi）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（qiáng）度卻高於鋼鐵，並且具有耐腐蝕（shí）、高模（mó）量的特性，在國防軍工（gōng）和民用方麵都是重要材（cái）料。

它不僅具有碳材料的固有本（běn）征特性，又兼備紡織（zhī）纖維（wéi）的柔軟可加工性，是新一代增強（qiáng）纖維（wéi）。見圖 3。

圖（tú） 3 端拾器碳纖維主杆

（4）采用了自（zì）動模具夾緊器，實現快速自動換摸。將換摸時間（jiān）從（cóng）手工生產線的 30 ～ 50 min，縮短到10 min 內（nèi）完成，大幅提升自動線柔性及生（shēng）產效率。

該項目所集成和應用的自動換模係統，實現模具的自動鬆模、自動移（yí）出、自動夾模，將換摸時間從手工生產（chǎn）線的 30 ～ 50 min，縮（suō）短到 10 min 內完成，大大提升自動線柔性及生產（chǎn）效率，如圖（tú） 5、圖 6 和圖7 所示。

圖 5 衝壓自動線方案整體模型圖（tú） 1

圖 6 衝壓自動線方案整（zhěng）體模型圖 2（續下圖）

圖 7 衝壓自動線方案局部模（mó）型圖

衝壓自動線柔性好，端拾器可在 10 min 內快速、靈活更換，自動換摸係（xì）統也可以實現模具在 10 min 內（nèi）自（zì）動、快速（sù）更換（huàn）。

其中，在端拾器快（kuài）速更換係統方麵（miàn），端拾器是具有（yǒu）柔性的工裝夾具，是衝壓自動化線（xiàn）必不可少的（de）組成部分。

在衝壓生（shēng）產中，機器人通過更換端拾器來吸取各種不同的衝壓件，利用端拾器實現在製件傳輸的“拾取”和“擺放”。

隨（suí）著汽車生產線的柔性要求的提高，六軸或（huò）七軸工業機器人的端拾器要經常進行切換，以適應（yīng）不（bú）同的板料及產品。

該項目所集成與應用的端拾器快速（sù）更（gèng）換係統，將（jiāng）實現端拾器的自動更換，並在 3 min 內完成（chéng），大大（dà）提升自動線柔性及（jí）生產效率。

為適應更多的產品共線生產，也需要實（shí）現端拾器的自主集成和掌握編程技（jì）術，提高衝壓自動化生產線的多（duō）品種（zhǒng）的適應性。

在自動換（huàn）摸係統方麵，自動換摸係統可以實現模具的自動更換，具備自動鬆模、自動移出、新（xīn）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係（xì）統，將使換摸（mō）時間從手（shǒu）工生產（chǎn）線的（de） 30 ～ 50 min，縮短到 10 min 內完成，大大提升自動線柔性及生（shēng）產效率。

該項技術集成與應用，相比傳統（tǒng）手工生產線，產生的生產優（yōu）勢如表 1 所示。

表 1 自動（dòng）線與手（shǒu）工（gōng）線對比

序號 內容（róng） 傳統手工生產線 自動化生產線 備注

1 衝次（每分鍾） 3.5 7～10 提高 100%

2 人數 72 24 節省 48 人

3 年（nián）產量（萬衝次） 119 238 產量提（tí）高 100%

3 結束語（yǔ）

機器人（rén）自動化（huà）衝壓線技術，將提高企業產品（pǐn）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衝壓線（xiàn）的應用，將生產線節拍提升至 7 ～ 10 次/min，從而使公司在衝壓產品方麵的生（shēng）產效率大幅提升。

通（tōng）過機（jī）器生產代替（tì）手工操作，提高產（chǎn）品的製造精度，從而提升衝壓產品的質量，且（qiě）六軸或七軸工業機器人衝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（zuò）的穩定性和安全性，通過（guò）更換端（duān）拾器和機器人程序簡單（dān）的調整就可以應用在不同的衝壓產品生產上。

由於生產效率、產能和產品質量的提升，為公司（sī）的核心競爭力提升提供了（le）有力支（zhī）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（cān）考文獻：

[1] 何 芳.衝壓（yā）自動化線的若幹（gàn）基本問題[J].鍛壓技術（shù），1995

（2）：29-32.

[2] 李學斌.衝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.基於 6 軸機（jī）器人（rén）的快速柔性衝壓自動（dòng）化生產（chǎn）線方案探討[J].自動化博覽，2015（2）：72-74.