機(jī)器人直線七軸技術(shù)是沖壓機(jī)器人運(yùn)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(jī)器人直線七軸技術(shù)性，論述了該技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)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(zhì)材料沖壓自動化控制獲得巨大進(jìn)步，特別是工業(yè)生產(chǎn)機(jī)器人運(yùn)送系統(tǒng)軟件在自動化技術(shù)沖壓生產(chǎn)流水線的廣泛運(yùn)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(dāng)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(jī)版連線自動化技術(shù)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(jī)器人運(yùn)送系統(tǒng)軟件的串列式單機(jī)版連線自動化技術(shù)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(jī)器人技術(shù)性飛速發(fā)展，沖壓機(jī)器人運(yùn)送系統(tǒng)軟件的功能還在不斷提升。

機(jī)器人運(yùn)送系統(tǒng)軟件在沖壓自動化流水線里的應(yīng)用

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

圖1 沖壓機(jī)器人運(yùn)送系統(tǒng)軟件功能布局

機(jī)器人直線七軸技術(shù)性的詳細(xì)介紹

用以沖壓生產(chǎn)流水線的工業(yè)生產(chǎn)機(jī)器人，從我國早已建成投產(chǎn)的自動化技術(shù)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(jī)器人，其優(yōu)點(diǎn)取決于產(chǎn)品成本較低，柔性生產(chǎn)水平高，后期維護(hù)簡單。但六軸工業(yè)生產(chǎn)機(jī)器人由于健身運(yùn)動姿勢的限定，沖壓產(chǎn)品工件在從上一臺壓力機(jī)往下一臺壓力機(jī)傳遞過程中，沖壓產(chǎn)品工件務(wù)必開展180多度水準(zhǔn)轉(zhuǎn)動，這就造成機(jī)器人軌跡繁雜，沖壓產(chǎn)品工件在轉(zhuǎn)動情況下非常容易掉下來等難題，這就限制了機(jī)器人的運(yùn)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(zhuǎn)動姿勢，必須很大的的空間，特別是在在運(yùn)送“車體側(cè)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(jī)中間的間隔過大，增強(qiáng)了生產(chǎn)流水線的占地總面積，從而提升工業(yè)廠房基礎(chǔ)設(shè)施投資。

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

圖2　配備直線七軸設(shè)備的工業(yè)生產(chǎn)機(jī)器人

根據(jù)在機(jī)器人第六軸上改裝直線七軸設(shè)備，建立產(chǎn)品工件在前后左右壓力機(jī)中間的平行移動，大大簡化了機(jī)器人的運(yùn)送運(yùn)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(jī)中間運(yùn)送情況下的平行移動

選用直線七軸技術(shù)性的機(jī)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(xiàng)目建設(shè)中使用了配備直線七軸技術(shù)性的工業(yè)生產(chǎn)機(jī)器人運(yùn)送系統(tǒng)軟件，積累了一些工作經(jīng)驗(yàn)，在其中整體規(guī)劃期內(nèi)的經(jīng)歷關(guān)鍵匯總?cè)缦滤荆?/p>

① 怎么選擇前后左右壓力機(jī)中間的核心間隔；

② 假如挑選壓力機(jī)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(jī)的中心距的挑選

選用直線七軸技術(shù)性的工業(yè)生產(chǎn)機(jī)器人對運(yùn)作室內(nèi)空間的要求不高，當(dāng)?shù)谝慌_壓力機(jī)噸數(shù)不小于2000噸，壓力機(jī)操作臺前后左右總寬設(shè)置為2500mm時，前后左右壓力機(jī)中間的較少間隔能夠設(shè)置為約5800mm，間隔越小，對節(jié)奏的提高毫無疑問更強(qiáng)，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(jī)器人全自動拆換未端電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)”作用，當(dāng)壓力機(jī)中心距過鐘頭，必定會造成前后左右壓力機(jī)的立桿中間并沒有非常的室內(nèi)空間，沒法完成機(jī)器人原地不動轉(zhuǎn)過身到機(jī)器人基座后才來拆換未端電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，這就只有配備未端電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)移載小轎車，會提升土建工程和設(shè)備投資，并減少機(jī)器設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性。

配備未端電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)移載小轎車，機(jī)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(jī)的左后立桿和后一臺壓力機(jī)的左前立桿，與機(jī)器人的基座間距非常近，壓力機(jī)立桿里的檢修守門員難以開啟。

壓力機(jī)中心距過小，壓力機(jī)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(jī)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(jī)之后的檢修便捷性。

壓力機(jī)滾輪行程安排和模具開口度的的挑選

當(dāng)生產(chǎn)流水線選用直線七軸技術(shù)性，在開展壓力機(jī)和模具設(shè)計方案時，滾輪行程安排和模具開口度能夠依照下列標(biāo)準(zhǔn)完成設(shè)置。

圖4　模具開口度的設(shè)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(shè)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(jī)器人才能夠成功的將沖壓件從模具內(nèi)送進(jìn)或取下。

當(dāng)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(jī)器人，在開展沖壓生產(chǎn)過程中，直線七軸設(shè)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(fēng)險性。

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

② 當(dāng)壓力機(jī)滾輪運(yùn)作的行程安排頻次產(chǎn)生變化時，全自動撤銷“開料機(jī)器人的提早進(jìn)到上料”和“壓力機(jī)滾輪提早下滑”的改進(jìn)姿勢 ；

③ 時下料機(jī)器人的速率設(shè)置小于100%時，全自動撤銷“送料機(jī)器人的提早進(jìn)到送料”的改進(jìn)姿勢；

④ 當(dāng)送料機(jī)器人的速率設(shè)置小于100%時，全自動撤銷“壓力機(jī)滾輪提早下滑”的改進(jìn)姿勢；

⑤ 當(dāng)壓力機(jī)滾輪在上漲情況下突然停止時，馬上全自動終止“開料機(jī)器人的運(yùn)作”；

⑥ 時下料機(jī)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(yīng)該馬上終止送料機(jī)器人的運(yùn)作。而且故障排除后，務(wù)必手動式將開料機(jī)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(jī)器人先回HOME位，隨后才容許壓力機(jī)操作臺啟動。

⑧ 全程自動換模時，必須是在壓力機(jī)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(jī)器人運(yùn)作到“等候開料部位”。

⑨ 在壓力機(jī)上新增一個檢驗(yàn)滾輪部位的絕對值編碼器，并與壓力機(jī)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(jī)器人的運(yùn)作；

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

根據(jù)機(jī)器人直線七軸技術(shù)性在眾多新項(xiàng)目里的實(shí)踐應(yīng)用，對該技術(shù)性的優(yōu)勢匯總?cè)缦滤荆?/p>

（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(zhuǎn)動。這有利于增強(qiáng)產(chǎn)品工件在左右工藝流程壓力機(jī)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(cè)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(jī)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(diǎn)室內(nèi)空間內(nèi)傳送，減少壓力機(jī)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(shè)成本。

（3）選用直線七軸技術(shù)性的機(jī)器人運(yùn)送系統(tǒng)軟件適應(yīng)能力強(qiáng)，柔性生產(chǎn)高，小到側(cè)圍，大到“車體總體側(cè)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(jī)器人，直線七軸設(shè)備的合理負(fù)載能力強(qiáng)。比如配備直線七軸技術(shù)性的機(jī)器人采用是指ABB IRB7600 325/3.1型機(jī)器人，直線七軸設(shè)備頂端的負(fù)載能力能夠超過90Kg。減掉未端電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)和“未端電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)快換工裝夾具”的品質(zhì)，還能夠給予較少60Kg的負(fù)載能力給沖壓產(chǎn)品工件，這早已遠(yuǎn)遠(yuǎn)地超過了一般小汽車和SUV的總體側(cè)圍沖壓件的品質(zhì)。

機(jī)器人直線七軸技術(shù)性存在的局限

（1）根據(jù)承載力的考慮到，直線七軸設(shè)備的長短是有局限的，這就對前后左右壓力機(jī)的較大中心距存有限定。一般情況下，前后左右壓力機(jī)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(jī)中心距超過以上標(biāo)值，將沒法選用機(jī)器人直線七軸技術(shù)性。

（2）沖壓生產(chǎn)過程中，直線七軸設(shè)備是必須伸進(jìn)到壓力機(jī)模腔內(nèi)的，假如產(chǎn)生機(jī)器人與機(jī)器人、機(jī)器人與模具的撞擊，很有可能導(dǎo)致七軸設(shè)備的毀壞，直線七軸設(shè)備的修補(bǔ)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(zhì)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(jī)器人運(yùn)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(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)手段。機(jī)器人直線七軸技術(shù)性也是充分運(yùn)用了沖壓機(jī)器人運(yùn)送系統(tǒng)軟件的優(yōu)點(diǎn)，將高軟性，效率高，低投入的特征更促進(jìn)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(zhì)的激光切割加工方式之一，車的身上各種各樣覆蓋件，車?yán)镏渭?，?gòu)造提升件，也有很多的汽車零部件，如發(fā)動機(jī)的排氣管彎頭及消音器，中空發(fā)動機(jī)凸輪軸，發(fā)動機(jī)油底殼，發(fā)動機(jī)支架，框架剪力墻件，橫側(cè)梁等都?xì)w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(zhǔn)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(diǎn)貴凈重達(dá)50多噸的模具。為國產(chǎn)微型車配套設(shè)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(qiáng)的水準(zhǔn)。

在我國模具領(lǐng)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(lǐng)域的服務(wù)能力大大的提高，領(lǐng)域中已產(chǎn)生一定總數(shù)和實(shí)力的龍頭企業(yè)，模具的產(chǎn)品品質(zhì)和工藝水平擁有比較大提升。

我國目前模具產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)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(qiáng)的市、區(qū)、縣、鎮(zhèn)特點(diǎn)模具生產(chǎn)地，在我國模具領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)鏈集聚效應(yīng)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)?，F(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(wù)項(xiàng)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(biāo)準(zhǔn)規(guī)范高特性，歸屬于技術(shù)密集型商品。由于科技進(jìn)步和武器裝備水準(zhǔn)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(shè)計制造中，變成汽車沖壓模具生產(chǎn)制造技術(shù)發(fā)展方位。

近些年來汽車工業(yè)生產(chǎn)、電子信息技術(shù)、家用電器、建筑材料及機(jī)械制造業(yè)等的高速發(fā)展，在我國模具產(chǎn)業(yè)鏈也實(shí)現(xiàn)了持續(xù)增長。中商集團(tuán)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(jī)會調(diào)查研究報告》預(yù)測分析，2018年我國模具領(lǐng)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(rèn)。

（1）沖壓模具產(chǎn)品發(fā)展關(guān)鍵。汽車覆蓋件模具中發(fā)展重點(diǎn)是技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)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(diǎn)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(diǎn)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(xiàng)，并有一些按其服務(wù)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(shù)發(fā)展關(guān)鍵。模具技術(shù)性行業(yè)發(fā)展趨勢目的是為了朝信息化管理、高效運(yùn)轉(zhuǎn)生產(chǎn)制造與高精密發(fā)展。因而從設(shè)計技術(shù)而言，進(jìn)步關(guān)鍵取決于大力推廣CAD/CAE/CAM技術(shù)應(yīng)用的運(yùn)用，并不斷提高工作效率，尤其是板才成形歷程的計算機(jī)模擬分析技術(shù)。模具CAD、CAM技術(shù)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(shù)性能明顯減少模具設(shè)計方案與生產(chǎn)周期時間，降低成本成本費(fèi)，提高產(chǎn)品質(zhì)量，已變成大家的的共識。在沖壓成形CAE手機(jī)軟件層面，除開引入的手機(jī)軟件外，華科大、吉大、湖南師范大學(xué)等早已產(chǎn)品研發(fā)了較高質(zhì)量的具備自主知識產(chǎn)權(quán)的手機(jī)軟件，并已在生活實(shí)踐中取得取得成功運(yùn)用，產(chǎn)生了優(yōu)良的經(jīng)濟(jì)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(shù)方式，例如目前已開始在生產(chǎn)中應(yīng)用的無模多點(diǎn)成型及激光沖擊和電磁成型等技術(shù)。它們都表現(xiàn)出了降低成本、提高效率等優(yōu)點(diǎn)。

（3）提高模具標(biāo)準(zhǔn)化程度，搞好模具標(biāo)準(zhǔn)件生產(chǎn)供應(yīng)也是沖壓模具技術(shù)發(fā)展重點(diǎn)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(jī)輔助應(yīng)用技術(shù)等方面形成全方位解決方案，提供模具開發(fā)與工程服務(wù)，全面提高企業(yè)水平和模具質(zhì)量，這更是沖壓模具技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)。