汽车冲压设备上下料机器人研究

    传统的汽车冲压设备中，人工操作已经无法满足当代汽车行业的需求。随着现代智能化技术与电子技术的快速发展，机器人已经代替人工完成冲压线上的上下料工作。如此，既可以保证冲压设备上下料的安全与效率，又能够控制日渐增加的人工成本。因此，选择合适的冲压设备上下料机器人直接关系着整条冲压设备的工作效率，对保证汽车冲压线路的工作效率与安全都具备重要的意义。

    1 选择汽车冲压设备上下料机器人的原则

    目前我国汽车工业生产的集中度比较低，采用机器人送料的方式具备很好的柔性，大大提升了冲压设备制造生产线路的综合性和利用度，降低了工艺设备的投资成本与人工运作成本。随着机器人的价格越来越低，我国冲压生产线越来越专业，冲压设备上下料机器人的选择也越来越多。如何选择合适的上下料机器人，让上下料机器人更符合我国的冲压生产线，已经成为我国冲压设备选择中的重点。

    在选择上下料机器人前，选购人员要充分并深入的了解冲压技术的内容，包括常见的冲压辅助设备，机器人的整线搭配方式和冲压线机器人的型号选择。自动化技术与电子技术的不断发展，冲压设备上下料机器人的性能及相关的辅助设备也得到发展。机器人的自动化不仅要提升冲压生产线的生产效率和柔性，还应注重相关辅助设备与协调技术设备上的应用。

    在选择冲压设备上下料机器人时，机器人的性能是首要考虑的重点。上下料机器人的性能包括机器人的最大承重量，最大运动的半径范围，手臂最大可拾取的高度，定位的精准度、稳定性以及维护的简易度。同时，机器人的成本和辅助柔性技术也是选择需要考虑的重点。机器人的辅助柔性技术在很大程度上影响着机器人的冲压专业性，并且对整条生产线的生产节拍和成本控制也有很大的影响。机器人的辅助柔性技术包括视觉自动识别、冲压同步协调、柔性7轴、运动轨迹虚拟仿真等。

    总的来说，在选择上下料机器人要考虑机器人的性能、柔性辅助技术、成本与冲压生产线的实际情况。在选择机器人之前，要确定冲压生产线的结构和具体工艺，了解机器人的装机总量和具体工位。然后在根据汽车的覆盖件的数量、重量及规格来确定机器人的最小在载荷量。通过计算和测量工件的传送方式、冲压线的生产节拍及成本预算制定出每个机器人合理的工作范围，并制定出与端拾器最为科学的搭配方式。根据冲压生产线的实际布局及相关的工艺参数，确定机器人水平最大臂展范围和具体的安装位置；了解压机内部的滑块、模具的相关空间参数值，保证机器人能够得到充分发挥的空间，最大限度的完成上下料的操作。冲压线机器人的实际承载力和型号选择是由其手腕的承载量和工具质心偏置决定的。为保证对机器人上下料操作时进行校检，所以要精确机器人的具体位置和压机之间的运行轨迹。

    2 选择汽车冲压设备上下料机器人的具体方法

    在了解汽车冲压设备上下料机器人的选择原则后，就需要注意相关的选择方式。在选择上下料机器人的具体型号前，必须对汽车冲压产生线的工艺特点和需求有充分的了解。然后才可以确定机器人的具体工件、压机和工艺等相关数据，为选择机器人的具体型号限定出合理的范围，以便选择。

    如在一般的汽车覆盖件冲压生产线中选取机器人的具体型号与相关的辅助设备时，要先确定所需要购进机器人的总体数量。按照公式：机器人总数N=（n-1）+3，（n-1）由工序数和压机台数推导而来。“+3”表示需要额外增加一台拆垛机器人，首台压机上需要一台上料机器人，和尾台压机下需要一台下料机器人。如果需要进行旧线改造，将相邻压机间的机器人数量看成m，计算公式就变为：N=（n-1）×m+3。

    在确定机器人最大承重时，要了解最重的工件质量（G）和端拾器质量（D）。在确定选择机器人的型号范围时，将所抓取的最重工件与端拾器质量按照1:1进行估算，即可认为D是约等于G的。机器人的最大承重不会低于G和D的总和，而G和D的总和可看做是2G，由此可以推算出机器人承载规格的范围。

    确定机器人与端拾器的配合方式和性能要求，需要了解冲压生产线的生产要求和成本预算。工件的传送方式直接影响了机器人单臂传输的速度和稳定性，因此合理的机器人与端拾器的配合方式能在提升冲压生产效率的同时降低成本。通常情况中，工作空间全面的机器人需要与可自动更换的端拾器配合，所花费的成本自然也就会高点。但一些较为特殊的机器人能在保留前俯工作空间以提升刚度和速度，其工作效率会高于工作全面空间的机器人。此外，为了避免机器人与标准端拾器在搬运板料时出现长边撞击或触碰自身时，可以将工件旋转180°后再放入模具中。这种方式多用于中小型冲压生产线，并且能大大提升机器人在搬运大中型工件的手臂角度、灵活度和平稳度。

    在确定机器人相关的配套设备和端拾器的数量、最大高度和质量，需要了解工件的种类和机器人的具体位置。确定机器人的最大臂展和具体的安装位置，需要了解整个上冲压生产线的结构布置情况。在确定机器人的底座高度和端拾器的干涉高度，需要确定压机内的垂直空间结构。确定机器人的腰部高度和最大臂长前，要想了解底座高度和干涉的高度。确定最终工件的质量、最终端拾器的实际质量、最重加长装置的质量、端拾器的中线与机器人法兰盘中心的偏差，便可以计算出机器人的最大载荷量。在确定以上数据和位置之后，再根据所选的机器人、端拾器和压机的相对位置进行校验工作，随后才可进行其他配套设备的安装。

    3 结束语

    在选择汽车冲压设备上下料机器人的过程中，既要重视对其性能、规格与型号的选择，也要结合冲压生产线要求、实际工作环境与成本预算。按照文中所讲述的具体选择方式，一步一步进行计算，确保在合理的预算范围内，选择性能最优、最符合实际冲压生产需求的机器人。