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

目前國內(nèi)的汽車的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)成主要由叉車板材原料入位→機械手抓取上料→高溫加熱電爐→900℃高溫板材出爐→機械手抓取上料→沖壓機床沖壓→機械手抓取下料→傳輸線組成。通常上述生產(chǎn)線由國外進口，設(shè)備造價高，維護極為不易。

針對此情況，國內(nèi)最大的汽車沖壓件生產(chǎn)企業(yè)，長春某汽車配件集團決心全部采用國產(chǎn)設(shè)備，實現(xiàn)沖壓生產(chǎn)線的自動化。目前國內(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化生產(chǎn)線的整合能力，而在整個過程中，機械手的設(shè)計無疑是最關(guān)鍵的一環(huán)。

高溫板材沖床上下料機械手的難點有以下幾點：

1、 板材溫度達到800℃-900℃，由于溫度太高，無法使用常見的真空吸盤作為端拾器主結(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，拉伸強度變小，這樣導致端拾器無法采用剛性夾持的方法抓取。

3、 速度要求過高。從爐內(nèi)出來的板材要盡量保持高溫狀態(tài)，直至沖壓完成，而從爐內(nèi)出來的板材每秒鐘溫度會下降幾十度，所以要求機械手要以超過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稱的類矩形，但邊線是無規(guī)則曲線，在這種情況下，我們無法使用三爪氣缸等成型產(chǎn)品。

5、 尺寸受限。沖壓機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)出來時輥子傳動的，輥子直徑50mm，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)約運送時間，這樣又限制了機械臂的尺寸，在必須滿足行程的情況下盡可能小。

正是由于上述難點，國內(nèi)許多機械手生產(chǎn)企業(yè)婉拒了該汽車配件企業(yè)的合作要求。

沈陽力拓自動化控制技術(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，以填補國內(nèi)空白為至高點的精神，大膽創(chuàng)新，反復實驗，終于為客戶提供了滿意的產(chǎn)品，也填補了高溫板材沖床上下料機械手的國內(nèi)空白。

力拓公司生產(chǎn)的這款機械手采用了很多的生產(chǎn)工藝和設(shè)計方法，現(xiàn)簡述如下：

為了解決速度高，機械臂尺寸受限的問題，力拓公司采用了德國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)動構(gòu)成。如圖： 其工作原理為：當伺服電機工作時，帶一驅(qū)動A端移動，而A端在移動的同時要通過帶二來驅(qū)動B端同向移動，當A端相對于固定座移動的行程m時，B端相對固定座移動了2m。這樣就一舉解決了機械臂尺寸受限和速度要求過快的問題。

實際上在進口的設(shè)備中，同樣也采用了類似機構(gòu)。

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

三、采用以氣缸為動力，以軸、自潤滑軸承，和多連桿主從動機構(gòu)為主體，以鋁型材為框架的端拾器設(shè)計，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題。