機器人直線七軸技術是沖壓機器人運送系統(tǒng)軟件的較新發(fā)展成效，根據(jù)剖析在某汽車企業(yè)沖壓生產(chǎn)車間所選用的機器人直線七軸技術性，論述了該技術應用的優(yōu)點和優(yōu)勢。

伴隨著在我國汽車工業(yè)生產(chǎn)高速發(fā)展，金屬板材材質材料沖壓自動化控制獲得巨大進步，特別是工業(yè)生產(chǎn)機器人運送系統(tǒng)軟件在自動化技術沖壓生產(chǎn)流水線的廣泛運用，為高軟性、效率高的沖壓生產(chǎn)流水線帶來了不錯的解決方法。

當代汽車工業(yè)生產(chǎn)具備生產(chǎn)制造產(chǎn)業(yè)化、車系大批量小、種類變化快、多車系共線生產(chǎn)的特性，這種發(fā)展趨勢規(guī)定沖壓自動化控制持續(xù)向高軟性和效率高方位發(fā)展趨勢。串列式單機版連線自動化技術沖壓線是目前在我國汽車廠沖壓生產(chǎn)流水線選用的流行計劃方案。選用機器人運送系統(tǒng)軟件的串列式單機版連線自動化技術沖壓生產(chǎn)流水線，具備低投入、效率高、高韌性等優(yōu)勢，而且由于工業(yè)生產(chǎn)機器人技術性飛速發(fā)展，沖壓機器人運送系統(tǒng)軟件的功能還在不斷提升。

機器人運送系統(tǒng)軟件在沖壓自動化流水線里的應用

在選用機器人運送系統(tǒng)軟件的自動化技術沖壓生產(chǎn)流水線，機器人關鍵進行板材拆垛、各工藝流程壓力機中間的沖壓產(chǎn)品工件傳輸、線尾產(chǎn)品工件導出等工作中。根據(jù)PLC控制系統(tǒng)軟件的融洽，機器人與壓力機中間，上下料機器人中間，機器人與輸送機械設備中間具備精確穩(wěn)定的健身運動協(xié)調(diào)關系，各機器人的功能布局如下圖1所顯示。

圖1 沖壓機器人運送系統(tǒng)軟件功能布局

機器人直線七軸技術性的詳細介紹

用以沖壓生產(chǎn)流水線的工業(yè)生產(chǎn)機器人，從我國早已建成投產(chǎn)的自動化技術沖壓生產(chǎn)流水線看來，絕大多數(shù)為規(guī)范六軸工業(yè)生產(chǎn)機器人，其優(yōu)點取決于產(chǎn)品成本較低，柔性生產(chǎn)水平高，后期維護簡單。但六軸工業(yè)生產(chǎn)機器人由于健身運動姿勢的限定，沖壓產(chǎn)品工件在從上一臺壓力機往下一臺壓力機傳遞過程中，沖壓產(chǎn)品工件務必開展180多度水準轉動，這就造成機器人軌跡繁雜，沖壓產(chǎn)品工件在轉動情況下非常容易掉下來等難題，這就限制了機器人的運行速度，從而限制了生產(chǎn)節(jié)拍的提升。沖壓產(chǎn)品工件的程度轉動姿勢，必須很大的的空間，特別是在在運送“車體側圍”等大中型沖壓件時，這種情況更為顯著。這就造成前后左右工藝流程壓力機中間的間隔過大，增強了生產(chǎn)流水線的占地總面積，從而提升工業(yè)廠房基礎設施投資。

機器人直線七軸技術性恰好是為了能擺脫規(guī)范六軸工業(yè)生產(chǎn)機器人的以上情況而開發(fā)設計來的，其基本概念便是在機器人第六軸的法蘭片上提升外界軸移動設備，該設備配備有自主的步進電機和伺服電機，根據(jù)電纜線連接機器人操縱電柜里，由機器人的自動控制系統(tǒng)融洽該直線七軸設備與機器人的別的六個軸的融洽運行，如下圖2所顯示。

圖2　配備直線七軸設備的工業(yè)生產(chǎn)機器人

根據(jù)在機器人第六軸上改裝直線七軸設備，建立產(chǎn)品工件在前后左右壓力機中間的平行移動，大大簡化了機器人的運送運動軌跡，不但能夠提高生產(chǎn)效率，還能夠節(jié)省空間，如下圖3所顯示。

圖3　沖壓產(chǎn)品工件在前后左右壓力機中間運送情況下的平行移動

選用直線七軸技術性的機器人沖壓生產(chǎn)流水線整體規(guī)劃時的常見問題

在好幾個沖壓自動化流水線項目建設中使用了配備直線七軸技術性的工業(yè)生產(chǎn)機器人運送系統(tǒng)軟件，積累了一些工作經(jīng)驗，在其中整體規(guī)劃期內(nèi)的經(jīng)歷關鍵匯總如下所示：

① 怎么選擇前后左右壓力機中間的核心間隔；

② 假如挑選壓力機滾輪行程安排和模具開口度；

③ 合理的防碰撞對策。

前后左右壓力機的中心距的挑選

選用直線七軸技術性的工業(yè)生產(chǎn)機器人對運作室內(nèi)空間的要求不高，當?shù)谝慌_壓力機噸數(shù)不小于2000噸，壓力機操作臺前后左右總寬設置為2500mm時，前后左右壓力機中間的較少間隔能夠設置為約5800mm，間隔越小，對節(jié)奏的提高毫無疑問更強，但具體整體規(guī)劃時，還要綜合分析下列三個要素。

假如生產(chǎn)流水線還要配備“機器人全自動拆換未端電動執(zhí)行機構”作用，當壓力機中心距過鐘頭，必定會造成前后左右壓力機的立桿中間并沒有非常的室內(nèi)空間，沒法完成機器人原地不動轉過身到機器人基座后才來拆換未端電動執(zhí)行機構，這就只有配備未端電動執(zhí)行機構移載小轎車，會提升土建工程和設備投資，并減少機器設備的運轉可靠性。

配備未端電動執(zhí)行機構移載小轎車，機器人基座也就迫不得已拆換為門型基座，這又會致使前一臺壓力機的左后立桿和后一臺壓力機的左前立桿，與機器人的基座間距非常近，壓力機立桿里的檢修守門員難以開啟。

壓力機中心距過小，壓力機基座前后左右就沒充足的區(qū)域用以配備維修平臺，給安排在壓力機基座下的操作臺夾持頂起液壓缸的修理產(chǎn)生艱難，減少壓力機之后的檢修便捷性。

壓力機滾輪行程安排和模具開口度的的挑選

當生產(chǎn)流水線選用直線七軸技術性，在開展壓力機和模具設計方案時，滾輪行程安排和模具開口度能夠依照下列標準完成設置。

圖4　模具開口度的設置提示

如下圖4所顯示：G = A B C D

A 零件薄厚 （企業(yè) mm）

B 上模間距：50mm

C 直線七軸設備 端拾器 薄厚 ：250mm

D 下模間距：50mm

模具的合理張口相對高度一定要超過G，機器人才能夠成功的將沖壓件從模具內(nèi)送進或取下。

當模具的合理張口相對高度低于G時，則必須對模具和沖壓件開展深入分析，能夠確定該沖壓件是不是能在該沖壓網(wǎng)上生產(chǎn)制造。

合理的防碰撞對策

直線七軸工業(yè)生產(chǎn)機器人，在開展沖壓生產(chǎn)過程中，直線七軸設備要探入到模具凹模內(nèi)開展上下料，因此在硬件軟件系統(tǒng)軟件上需要使用下列有效措施來降低產(chǎn)生撞擊的風險性。

① 在壓力機自動控制系統(tǒng)中，設定有效的**視角，并空出充足的滾輪制動減速度；

② 當壓力機滾輪運作的行程安排頻次產(chǎn)生變化時，全自動撤銷“開料機器人的提早進到上料”和“壓力機滾輪提早下滑”的改進姿勢 ；

③ 時下料機器人的速率設置小于100%時，全自動撤銷“送料機器人的提早進到送料”的改進姿勢；

④ 當送料機器人的速率設置小于100%時，全自動撤銷“壓力機滾輪提早下滑”的改進姿勢；

⑤ 當壓力機滾輪在上漲情況下突然停止時，馬上全自動終止“開料機器人的運作”；

⑥ 時下料機器人在模腔內(nèi)上料全過程時，要是因常見故障突然停止，應該馬上終止送料機器人的運作。而且故障排除后，務必手動式將開料機器人移除模腔后，重新啟動生產(chǎn)制造循環(huán)系統(tǒng)。

⑦ 全程自動換模時，第一個步驟必須是所有機器人先回HOME位，隨后才容許壓力機操作臺啟動。

⑧ 全程自動換模時，必須是在壓力機的換摸步驟所有完成后。由人為確定后，按住“生產(chǎn)流水線循環(huán)系統(tǒng)啟動按鈕”，才容許機器人運作到“等候開料部位”。

⑨ 在壓力機上新增一個檢驗滾輪部位的絕對值編碼器，并與壓力機本身的滾輪角度編碼器數(shù)據(jù)信號開展即時比照，假如發(fā)生誤差，馬上終止?jié)L輪和機器人的運作；

⑩ 在直線七軸設備的兩邊配備塑膠防撞塊，當產(chǎn)生輕度撞擊時，確保七軸本身不容易毀壞 。

根據(jù)機器人直線七軸技術性在眾多新項目里的實踐應用，對該技術性的優(yōu)勢匯總如下所示：

（1）產(chǎn)品工件在生產(chǎn)過程中持續(xù)保持平行移動，不必轉動。這有利于增強產(chǎn)品工件在左右工藝流程壓力機中間的傳輸速度，從而提升生產(chǎn)流水線的高效率，特別是在要在生產(chǎn)制造“車體側圍”等大中型覆蓋件時，競爭優(yōu)勢更顯著。

（2）產(chǎn)品工件在左右工藝流程壓力機中間傳送時維持平行移動方法，能使大中型產(chǎn)品工件在較小一點室內(nèi)空間內(nèi)傳送，減少壓力機中間的間隔，也就降低成條沖壓線在工業(yè)廠房里的占地總面積，從而減少工業(yè)廠房的建設成本。

（3）選用直線七軸技術性的機器人運送系統(tǒng)軟件適應能力強，柔性生產(chǎn)高，小到側圍，大到“車體總體側圍”等沖壓件均能夠自動式高效率生產(chǎn)制造。

（4）相互配合大中型機器人，直線七軸設備的合理負載能力強。比如配備直線七軸技術性的機器人采用是指ABB IRB7600 325/3.1型機器人，直線七軸設備頂端的負載能力能夠超過90Kg。減掉未端電動執(zhí)行機構和“未端電動執(zhí)行機構快換工裝夾具”的品質，還能夠給予較少60Kg的負載能力給沖壓產(chǎn)品工件，這早已遠遠地超過了一般小汽車和SUV的總體側圍沖壓件的品質。

機器人直線七軸技術性存在的局限

（1）根據(jù)承載力的考慮到，直線七軸設備的長短是有局限的，這就對前后左右壓力機的較大中心距存有限定。一般情況下，前后左右壓力機中心線間的間隔不可超過8.5m。假如是舊式手動式?jīng)_壓生產(chǎn)流水線更新改造，前后左右壓力機中心距超過以上標值，將沒法選用機器人直線七軸技術性。

（2）沖壓生產(chǎn)過程中，直線七軸設備是必須伸進到壓力機模腔內(nèi)的，假如產(chǎn)生機器人與機器人、機器人與模具的撞擊，很有可能導致七軸設備的毀壞，直線七軸設備的修補困難比較大。

伴隨著在我國汽車行業(yè)競爭的持續(xù)加重，汽車的原材料成本和質量變成各汽車制造廠家爭奪銷售市場的前提條件，因而，選用機器人運送系統(tǒng)軟件開展沖壓生產(chǎn)制造是減少汽車原材料成本，提升車體生產(chǎn)制造質量的關鍵技術手段。機器人直線七軸技術性也是充分運用了沖壓機器人運送系統(tǒng)軟件的優(yōu)點，將高軟性，效率高，低投入的特征更促進了一步。

汽車生產(chǎn)制造中60%~70%的金屬材料零部件需沖壓生產(chǎn)加工成型，據(jù)調(diào)查，生產(chǎn)制造一輛普通轎車均值必須約1500個沖壓件。沖壓是較基本、較傳統(tǒng)式、較主要的金屬材質的激光切割加工方式之一，車的身上各種各樣覆蓋件，車里支撐件，構造提升件，也有很多的汽車零部件，如發(fā)動機的排氣管彎頭及消音器，中空發(fā)動機凸輪軸，發(fā)動機油底殼，發(fā)動機支架，框架剪力墻件，橫側梁等都歸屬于沖壓件。

沖壓模具在沖壓加工工藝中是十分重要的工作服。用簡單得話而言沖壓模具便是沖壓時采用的“模版”，一個模版只有沖壓出一種沖壓件，依據(jù)所需的沖壓件的不一樣規(guī)格、原材料、樣子，需用挑選不一樣種類的沖壓模具。

近些年，在我國沖壓模具水準已經(jīng)有非常大提升。大中型沖壓模具已能生產(chǎn)制造單做一套有點貴凈重達50多噸的模具。為國產(chǎn)微型車配套設施的覆蓋件模具中國也可以生產(chǎn)制造了。精密度做到1~2μm，使用壽命2億個上下的多工位沖壓模具中國可以生產(chǎn)加工。外表粗糙度做到Ra≦1.5μm的精沖壓模具，大規(guī)格(Φ≧300mm)精沖壓模具及中板精沖壓模具中國也已做到非常強的水準。

在我國模具領域通過很多年發(fā)展趨勢，總體水平和綜合競爭力獲得明顯提高，對汽車、摩托、電子器件、家用電器等領域的服務能力大大的提高，領域中已產(chǎn)生一定總數(shù)和實力的龍頭企業(yè)，模具的產(chǎn)品品質和工藝水平擁有比較大提升。

我國目前模具產(chǎn)業(yè)鏈關鍵集中化在珠三角、長三角、環(huán)勃海三個大中型集聚區(qū)及其成都市——重慶市、武漢市——威海2個中等水平集聚區(qū)，以上五個地區(qū)里的模具生產(chǎn)能力占全國各地的90%之上。在這種大、中聚集區(qū)域內(nèi)，還形成了諸多聚集水平更強的市、區(qū)、縣、鎮(zhèn)特點模具生產(chǎn)地，在我國模具領域的產(chǎn)業(yè)鏈集聚效應正逐步呈現(xiàn)。

從地區(qū)分布而言，東南方沿海城市的模具產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃快過西部地區(qū)，南方地區(qū)的模具產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃快過北方地區(qū)。現(xiàn)階段發(fā)展趨勢更快、模具生產(chǎn)制造更為集中化的省區(qū)是廣東省和浙江省。

在國外、法國、日本的汽車加工制造業(yè)資本主義國家，汽車模具行業(yè)產(chǎn)值占模具全行業(yè)產(chǎn)值的40%之上，在中國有1/3以內(nèi)的模具商品是為汽車加工制造業(yè)服務項目的。一般生產(chǎn)制造一款一般的小汽車必須1000至1500好幾套蟲也模具，約占全車生產(chǎn)制造需要所有模具年產(chǎn)值的40%上下。汽車沖壓模具具備尺寸大、工作中型面繁雜、標準規(guī)范高特性，歸屬于技術密集型商品。由于科技進步和武器裝備水準的提升，可以控制成本、提高生產(chǎn)效率的多工位模、沖壓模具慢慢用于汽車沖壓模具的設計制造中，變成汽車沖壓模具生產(chǎn)制造技術發(fā)展方位。

近些年來汽車工業(yè)生產(chǎn)、電子信息技術、家用電器、建筑材料及機械制造業(yè)等的高速發(fā)展，在我國模具產(chǎn)業(yè)鏈也實現(xiàn)了持續(xù)增長。中商集團產(chǎn)業(yè)研究院公布的《2017-2022年我國模具行業(yè)前景調(diào)研及投資機會調(diào)查研究報告》預測分析，2018年我國模具領域總營業(yè)額將超2000億美元。到2021年，我國汽車生產(chǎn)量將做到近3575萬臺，年平均增長速度在6.5%上下，而針對汽車模具的需求量將做到386噸。

依據(jù)行業(yè)前景，沖壓模具的發(fā)展趨勢會依據(jù)市場的需求、發(fā)展趨向和現(xiàn)階段情況來確認。

（1）沖壓模具產(chǎn)品發(fā)展關鍵。汽車覆蓋件模具中發(fā)展重點是技術標準強的中高檔汽車大中小型覆蓋件模具，特別是外覆蓋件模具。高韌性板和不一厚鋼板的沖壓模具及大中型多工位沖壓模具、連續(xù)模將來將會出現(xiàn)迅速的發(fā)展趨勢。多用途、多工位沖壓模具中發(fā)展重點是高精密、效率高和大中型、高使用壽命的沖壓模具。精沖壓模具中發(fā)展重點是厚鋼板精沖壓模具大中型精沖壓模具，并不斷提升其精密度。

沖壓模具一共有7小項，并有一些按其服務對象來叫法的一些類別?，F(xiàn)階段急缺發(fā)展趨勢是指汽車覆蓋件模具，多用途、多工位沖壓模具和精沖模。這種模具如今產(chǎn)需分歧大，發(fā)展前景好。

（2）沖壓模具技術發(fā)展關鍵。模具技術性行業(yè)發(fā)展趨勢目的是為了朝信息化管理、高效運轉生產(chǎn)制造與高精密發(fā)展。因而從設計技術而言，進步關鍵取決于大力推廣CAD/CAE/CAM技術應用的運用，并不斷提高工作效率，尤其是板才成形歷程的計算機模擬分析技術。模具CAD、CAM技術性需向怡人化、一體化、智能化系統(tǒng)和智能化角度發(fā)展趨勢，并提升模具CAD、CAM系統(tǒng)軟件專用化水平。

模具CAD/CAM技術性能明顯減少模具設計方案與生產(chǎn)周期時間，降低成本成本費，提高產(chǎn)品質量，已變成大家的的共識。在沖壓成形CAE手機軟件層面，除開引入的手機軟件外，華科大、吉大、湖南師范大學等早已產(chǎn)品研發(fā)了較高質量的具備自主知識產(chǎn)權的手機軟件，并已在生活實踐中取得取得成功運用，產(chǎn)生了優(yōu)良的經(jīng)濟效益。

圍繞著汽車車體研發(fā)、大中型覆蓋件模具的快速制造，近幾年來也出現(xiàn)一些一個新的快速成型技術方式，例如目前已開始在生產(chǎn)中應用的無模多點成型及激光沖擊和電磁成型等技術。它們都表現(xiàn)出了降低成本、提高效率等優(yōu)點。

（3）提高模具標準化程度，搞好模具標準件生產(chǎn)供應也是沖壓模具技術發(fā)展重點之一。 對于模具數(shù)字化制造、系統(tǒng)集成、逆向工程、快速原型/模具制造及計算機輔助應用技術等方面形成全方位解決方案，提供模具開發(fā)與工程服務，全面提高企業(yè)水平和模具質量，這更是沖壓模具技術發(fā)展的重點。