冲压自动化及机器人冲压自动化生产线系统研究

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　　【摘要】在当前汽车制造行业领域，机器人冲压自动化生产具有十分广泛的应用。了解机器人冲压自动化生产线的构成、特点以及系统运行模式，可以帮助企业实现更为高效、准确的生产，提升生产质量的同时，也可以促进企业经济效益和社会效益的稳步提升。基于此，文章主要对冲压自动化模式下的生产线系统进行研究，以此来为日后此方面工作的开展提供参考。
　　【关键词】冲压自动化;机器人;生产线系统
　　就目前汽车制造领域采用的机器人冲压自动化生产线来看，该系统包含了多个组成部分，如机器人、电控系统、拆垛装置、过渡皮带、板料清洗机、板料涂油机以及对中台和安全防护系统等。每一部分在系统运行时都负责一定范围内的工作，所有部分有机结合在一起，组成了完善的自动化生产线系统。在对系统各部分进行布置时，可以根据生产车间场地的实际情况进行适当调整，以此来保证系统配置处于最佳运行状态。
　　一、冲压机器人
　　机器人在冲压自动化生产线中的应用取代了传统的人工操作，一方面将人们从繁重、复杂的操作中解脱出来，降低人力成本的同时，也降低了操作任务给人身安全造成的威胁。另一方面则是提高了工作效率和质量，促进了企业的经济效益和社会效益。就当前冲压自动化生产线中选用的机器人来看，不仅需要其满足负载大、运行轨迹精确等需求，还要确保机器人具有较高的稳定性和可靠性。随着工厂对操作质量要求的不断提高，技术人员逐渐加大了普通搬运机器人的电机功率和减速机规格，加长了手臂，并广泛采用棚架式安装结构。
　　二、拆垛系统
　　拆垛系统是冲压自动化生产线的重要组成部分，根据应用需求分类，可以将其分为专用拆垛机、机器人+拆垛小车和绗架式机械手+拆垛小車三种类型。其中，专用拆垛机的结构特点是将垛料放在可移动液压升降台车上，设备运行过程中，依靠光电传感器和液压系统对垛料高度进行控制，确保其始终处于恒定状态。拆垛工作主要依靠汽缸驱动、矩阵布置的真空吸盘组完成，最后将拆分完成的板料放置在磁性皮带上传输。机器人+拆垛小车的结构特点是将垛料放置在移动小车上，垛料高度可以根据实际情况适当调整，并无明确规定。拆垛过程中，技术人员可以根据板料厚度为依据对机器人的吸料高度进行调整，拆垛任务依旧依靠真空吸盘组完成，拆分好的板料由机器人放置在磁性皮带上传输。绗架式机械手+拆垛小车的结构特点与机器人+拆垛小车相同，只是在对单张板料进行传输时，是由机械手将其放置在磁性皮带上传输。上述三种拆垛系统在实际应用中都有较好的效果，技术人员可以根据工厂生产的实际情况，采取科学、合理的拆垛方式。
　　三、可伸缩皮带机
　　可伸缩皮带机的功能主要是对单张板料进行传输，该部分需要注意的是传输的速度。一般来说，板料传输速度是可以控制的，速度快慢的依据就是清洗机与涂油机的速度，要确保三者处于同一频率，以此来保证工作效率。
　　四、板料清洗机
　　为了保证汽车表面质量不断提升，对于板料清洗工艺的完善引起了汽车制造厂的高度重视。在板料清洗方面，目前可供选择的方式有两种，即在线清洗和离线清洗。其中，在线清洗一般适用于生产量较大的企业，为适应轿车整体侧围的尺寸，在线清洗机的规格一般为4.2m。离线清洗则主要适用于投产初期，单车型产料较低的企业，一般板料清洗线可以供应2～3条冲压线。两种清洗方式都有其各自的特点和适用范围，企业可以根据实际情况合理选择。
　　无论是哪一类型的清洗机，都是由引料辊、毛刷辊、挤干辊组成的辊系、辊系动力及传动、辊系液压调整机构、清洗过滤系统、油雾收集器、润滑系统以及电气控制系统等几个部分组成。主要用于标准板材、未涂层、镀锌板以及铝板等板料、卷料的清洗。在清洗过程中，板料首先由引料辊送入清洗区，这一过程一定要保证板料的均匀送入，板料依次经过集束喷管组件、毛刷辊和冲洗区对板料进行洗刷清洗，最后经过挤干辊将板料挤干输出，达到冲压所需的油膜厚度要求。
　　五、板料涂油机
　　涂油机的功能是在板材拉延前对其进行涂油的设备，主要由喷枪单元、供油及油液保温单元、喷射供气单元、材料输送单元、油雾收集单元、电气控制单元及机身组成。在具体操作时，板料由输送单元带动从喷嘴中间通过，继而由电气控制系统根据制作需求喷射油雾，以此来实现在板料表面形成厚度均匀且位置准确的油膜。对于喷射过程中产生的多余油雾，油雾收集单元会将其进行收集并回收，以此来降低油雾排放给周边环境造成的污染。
　　六、板料对中台
　　就当前冲压自动化生产线中选用的板料对中台来看，主要可分为两种类型，即重力对中台、机械对中台。重力对中台主要是依靠重力实现定位，台上具有板料到位检测及双料检测，一旦检测板料未到达指定位置，将不会进行下一步操作。重力对中台适用于机器人直接放置板料，如果自动生产线中存在清洗机和涂油机，那么这种方式将不适用。机械对中台主要是依靠磁性皮带移动至档块，再由另外三侧汽缸驱动打料器向中心推，从而实现精确定位，台中同样具有到位检测和双料检测。
　　七、线尾码垛系统
　　目前，冲压自动化生产系统的生产效率已经达到了每分钟10件以上，这种工作量不可谓不大，而大量的生产任务势必会给线尾码垛系统造成较大的负荷。在这种情况下，为了保证线尾码垛系统满足这种工作需求，需要先对冲压件成品进行分流，然后将其中一部分交给人工或者机器人将其码入料架，最后由铲车将料架运走。这样一来，不仅可以减轻线尾码垛系统的负荷，而且对生产效率的提升也有促进作用。
　　八、结语
　　总而言之，在信息化时代背景下，工业机器人已经逐渐取代了人工参与到冲压自动化生产中，并且在一定程度上提高了生产效率和质量。可以预见，在未来的时间里，通过技术人员对冲压自动化生产线系统的不断更新与完善，汽车制造行业将得到前所未有的发展，实现发展目标的同时，也可以进一步促进行业的可持续发展。
　　参考文献：
　　[1]和瑞林，刘吉辉，苗金钟.机器人冲压自动化生产线的构成及技术特点[J].世界制造技术与装备市场，2015（12）.
　　[2]周文贤.机器人冲压生产线控制系统设计与实现[D].合肥工业大学，2017.
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