至2017年6月，安川首鋼承接的汽車零部件沖壓線機器人自動化改造項目已實現(xiàn)連續(xù)3個月穩(wěn)定量產(chǎn)(圖1)。該生產(chǎn)線自動化程度高，可兼容多種車型混線生產(chǎn)，技術水平在行業(yè)內(nèi)處于領先地位。

圖1機器人沖壓搬運生產(chǎn)線

客戶進行自動化改造之前，工件在壓機之間的搬運、模具的更換全部需要人工操作。從產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性、操作人員的勞動強度和安全考慮，“機器人換人”是大勢所趨。安川首鋼以此為契機，不斷創(chuàng)新研發(fā)相關系統(tǒng)技術，努力提升機器人在沖壓生產(chǎn)線中的自主集成應用技術水平，為更多的汽車及零部件生產(chǎn)廠商實現(xiàn)自動化生產(chǎn)提供了全面的技術解決方案和技術服務。

該生產(chǎn)線需要對客戶現(xiàn)場已有的5臺機械式壓機進行自動化改造，實現(xiàn)7種工件的自動切換及混線生產(chǎn)。節(jié)拍的要求是10件/分鐘。面對這樣的挑戰(zhàn)，安川首鋼在項目前期和系統(tǒng)設計階段進行了詳細的研究論證，針對客戶不同的沖壓工藝要求和不同機器人配置進行了充分的仿真分析、節(jié)拍測算。最終確定該沖壓生產(chǎn)線上共使用7臺安川EPH系列機器人，其中3臺EPH130RLD機器人，用于拆垛上料和線尾下料，4臺EPH4000D機器人進行壓機間工件搬運(圖2)。項目執(zhí)行過程中，各部門的團結一心，積極合作，快速響應各種突發(fā)事件，合理調(diào)配各種資源，保障了項目的順利實施。

圖2機器人沖壓生產(chǎn)線圖

該生產(chǎn)線能夠獲得成功，從技術方面總結，具有4大特點：

1、專業(yè)的沖壓專用機器人。日本安川EPH4000D/EPH130RLD機器人是專門為沖壓上下料而設計制造的，其結構形式與普通機器人的比較有如下特點：機器人應用專用減速機，可以高速運行，壽命較普通機器人更長；MOTOMAN-EPH4000D配置平行四連桿機構，便于端拾器自動調(diào)整方向，可以快速的傳遞工件；機器人具有廣闊的動作范圍并能實現(xiàn)各種尺寸工件的高速搬運，各項性能在同級別機器人中處于領先地位(圖3).

圖3EPH4000D/EPH130RLD機器人動作范圍和節(jié)拍

2、創(chuàng)新的機器人拆垛系統(tǒng)。拆垛工位的機器人動作比較復雜同時還需要進行雙料檢測，常常是整條生產(chǎn)線的節(jié)拍瓶頸。常規(guī)做法是使用接觸式雙料檢測和通用端拾器拆跺，但由于客戶產(chǎn)品繁多且外形差異大，故創(chuàng)新的采用了非接觸式傳感器檢測雙料。利用激光傳感器，對工件厚度進行檢測運算，如果發(fā)生雙層或者多層工件粘連立即發(fā)出報警，暫停機器人動作，避免產(chǎn)生次品，也保障了壓機內(nèi)模具的安全(圖4)。

圖4機器人拆垛系統(tǒng)

3、高效的模具更換系統(tǒng)?？蛻魴C械壓力機為雙胎盤結構，自動化改造前需要人工手動更換模具，換模操作非常費勁，且需要耗費較長時間。自動化改造之后實現(xiàn)模具全自動更換，大大減輕了操作者的勞動強度，提高了生產(chǎn)線效率。模具更換系統(tǒng)主要由模具夾緊系統(tǒng)和PLC控制系統(tǒng)組成。模具夾緊系統(tǒng)分滑塊夾緊和下模夾緊兩部分。上滑塊設有4個自走式夾緊器夾緊模具，下模采用4個自動滑動式夾緊器進行夾持，對下模換模墊板與工作臺進行夾持。每臺壓力機都由獨立的PLC控制，壓力機間采用三菱CC-LINK總線通訊，全部信息匯集在整線主操作面板，輕輕一按即可實現(xiàn)整線自動換模。

圖5模具更換系統(tǒng)

4、先進的整線控制系統(tǒng)。整線自動化控制系統(tǒng)基于三菱PLC控制，采用CC-LINK總線與壓力機、機器人進行通訊，高效快速。同時集成以太網(wǎng)接口，預留整線設備與辦公室管理層信息交流接口。在總線控制界面，可以實現(xiàn)以下功能：

1)監(jiān)控壓力機、機器人和安全防護運行狀態(tài)。

2)隨時修改機器人的運行速度(圖6)。

3)一鍵整線自動切換模具和端拾器。

整線自動更換過程中，如果其中某臺壓力機故障，其余壓力機也可以自動運行，互不影響。控制系統(tǒng)邏輯嚴謹高效，達到行業(yè)內(nèi)先進水平。

圖6整線控制系統(tǒng)

目前，該機器人沖壓搬運生產(chǎn)線已成為客戶自動化改造的標桿項目，獲得了一致好評。該項目取得成功也標志著安川首鋼在機器人沖壓領域達到了新的技術高度，對提高公司的自主集成能力具有重要意義。