高溫板材沖床上下料機(jī)械手在汽車(chē)沖壓件生產(chǎn)企業(yè)中的應(yīng)用

目前國(guó)內(nèi)的汽車(chē)的A、B柱等零件通常是由高溫金屬板材沖壓而成，其生產(chǎn)線構(gòu)成主要由叉車(chē)板材原料入位→機(jī)械手抓取上料→高溫加熱電爐→900℃高溫板材出爐→機(jī)械手抓取上料→沖壓機(jī)床沖壓→機(jī)械手抓取下料→傳輸線組成。通常上述生產(chǎn)線由國(guó)外進(jìn)口，設(shè)備造價(jià)高，維護(hù)極為不易。

針對(duì)此情況，國(guó)內(nèi)最大的汽車(chē)沖壓件生產(chǎn)企業(yè)，長(zhǎng)春某汽車(chē)配件集團(tuán)決心全部采用國(guó)產(chǎn)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)沖壓生產(chǎn)線的自動(dòng)化。目前國(guó)內(nèi)的爐具和沖床以及模具都能完全滿足生產(chǎn)要求的，缺乏的是將這些設(shè)備連接在一起變成一條自動(dòng)化生產(chǎn)線的整合能力，而在整個(gè)過(guò)程中，機(jī)械手的設(shè)計(jì)無(wú)疑是最關(guān)鍵的一環(huán)。

高溫板材沖床上下料機(jī)械手的難點(diǎn)有以下幾點(diǎn)：

1、 板材溫度達(dá)到800℃-900℃，由于溫度太高，無(wú)法使用常見(jiàn)的真空吸盤(pán)作為端拾器主結(jié)構(gòu)，而只能采用金屬手指自取的方式。

2、 板材薄。只有0.9-1.5mm厚的板材，在高溫下變軟，拉伸強(qiáng)度變小，這樣導(dǎo)致端拾器無(wú)法采用剛性?shī)A持的方法抓取。

3、 速度要求過(guò)高。從爐內(nèi)出來(lái)的板材要盡量保持高溫狀態(tài)，直至沖壓完成，而從爐內(nèi)出來(lái)的板材每秒鐘溫度會(huì)下降幾十度，所以要求機(jī)械手要以超過(guò)1米/秒的速度完成抓取任務(wù)。

4、 板材形態(tài)不規(guī)則。板材形狀通常都是以軸線對(duì)稱的類(lèi)矩形，但邊線是無(wú)規(guī)則曲線，在這種情況下，我們無(wú)法使用三爪氣缸等成型產(chǎn)品。

5、 尺寸受限。沖壓機(jī)床上下模具間的空隙很小，所以，端拾器末端高度被限制在一定尺寸下。板材從爐內(nèi)出來(lái)時(shí)輥?zhàn)觽鲃?dòng)的，輥?zhàn)又睆?0mm，間距75mm，這使抓取方式再次受限。而爐具與沖床之間的距離又要盡可能的小，以節(jié)約運(yùn)送時(shí)間，這樣又限制了機(jī)械臂的尺寸，在必須滿足行程的情況下盡可能小。

正是由于上述難點(diǎn)，國(guó)內(nèi)許多機(jī)械手生產(chǎn)企業(yè)婉拒了該汽車(chē)配件企業(yè)的合作要求。

沈陽(yáng)力拓自動(dòng)化控制技術(shù)有限公司在承接了這一生產(chǎn)合同后，本著為客戶分憂的理念，以填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白為至高點(diǎn)的精神，大膽創(chuàng)新，反復(fù)實(shí)驗(yàn)，終于為客戶提供了滿意的產(chǎn)品，也填補(bǔ)了高溫板材沖床上下料機(jī)械手的國(guó)內(nèi)空白。

力拓公司生產(chǎn)的這款機(jī)械手采用了很多的生產(chǎn)工藝和設(shè)計(jì)方法，現(xiàn)簡(jiǎn)述如下：

為了解決速度高，機(jī)械臂尺寸受限的問(wèn)題，力拓公司采用了德國(guó)BAHR公司的ELZT系統(tǒng)倍速定位單元，這種定位單元主要由鋁型材骨架，直線滑軌和雙同步帶驅(qū)動(dòng)構(gòu)成。如圖： 其工作原理為：當(dāng)伺服電機(jī)工作時(shí)，帶一驅(qū)動(dòng)A端移動(dòng)，而A端在移動(dòng)的同時(shí)要通過(guò)帶二來(lái)驅(qū)動(dòng)B端同向移動(dòng)，當(dāng)A端相對(duì)于固定座移動(dòng)的行程m時(shí)，B端相對(duì)固定座移動(dòng)了2m。這樣就一舉解決了機(jī)械臂尺寸受限和速度要求過(guò)快的問(wèn)題。

實(shí)際上在進(jìn)口的設(shè)備中，同樣也采用了類(lèi)似機(jī)構(gòu)。

二、直線位移采用伺服電機(jī)與行星減速機(jī)機(jī)構(gòu)結(jié)合的動(dòng)力模式，速度快，加速平穩(wěn)，定位精確

三、采用以氣缸為動(dòng)力，以軸、自潤(rùn)滑軸承，和多連桿主從動(dòng)機(jī)構(gòu)為主體，以鋁型材為框架的端拾器設(shè)計(jì)，成功解決了高溫， 板材薄，板材形狀不規(guī)則，及尺寸受限的一系列問(wèn)題。