文/季蕊·上海ABB工程有限公司

ABB沖壓自動化設(shè)備

文/季蕊·上海ABB工程有限公司

季蕊，機(jī)器人沖壓自動化應(yīng)用中心方案工程師，主要從事沖壓領(lǐng)域電氣控制設(shè)計(jì)、機(jī)器人及其自動化方案設(shè)計(jì)工作。曾參與舒勒1200t熱成形生產(chǎn)線、濟(jì)南二機(jī)床2400t冷沖線等生產(chǎn)線的機(jī)器人方案的調(diào)試、應(yīng)用。

隨著科技的進(jìn)步，對生產(chǎn)效率的要求也逐步提升，沖壓自動化技術(shù)的門檻也越來越高。工業(yè)4.0為全球工業(yè)，尤其是制造業(yè)提出了導(dǎo)向性標(biāo)桿，機(jī)器人再次成為最精華、最吸引人的智能設(shè)備。而ABB是全球領(lǐng)先的工業(yè)機(jī)器人供應(yīng)商，在世界范圍內(nèi)安裝了超過30萬臺機(jī)器人。

在沖壓自動化領(lǐng)域，ABB有著自己豐富的產(chǎn)品系列，適用于不同的項(xiàng)目背景，能夠最終達(dá)到一個速度較快、生產(chǎn)穩(wěn)定、安全可靠的全自動化生產(chǎn)線。沖壓整線自動化設(shè)備大致可分為：沖壓機(jī)器人、機(jī)器人沖壓自動化線控制系統(tǒng)、機(jī)器人與端拾器、線尾碼垛系統(tǒng)。

沖壓機(jī)器人

沖壓專用機(jī)器人的特性是，負(fù)載大，運(yùn)行軌跡精確，以及性能穩(wěn)定可靠。而且還具有可以滿足頻繁的啟/制動，作業(yè)范圍大及回轉(zhuǎn)面積大等特點(diǎn)。所以在普通機(jī)器人的基礎(chǔ)上，沖壓機(jī)器人加大了電動機(jī)功率及減速機(jī)規(guī)格，增大了手臂范圍等。下面分別介紹幾款各具特色的ABB沖壓機(jī)器人。

IRB6660機(jī)器人

圖1 IRB6660機(jī)器人及其工作行程

IRB6660（圖1）是一款帶有重型傳動裝置的高性能機(jī)器人，其優(yōu)異的剛性設(shè)計(jì)配合長的工作距離，有助于縮短運(yùn)行時間，增加沖壓線的產(chǎn)量，適用于高速沖壓自動化領(lǐng)域。IRB6660機(jī)器人不僅適用于拆垛工位，對料片進(jìn)行高速的拆垛，而且適用于壓機(jī)間零件的傳送，在傳輸過程中可根據(jù)需要將零件進(jìn)行180°旋轉(zhuǎn)，還可用于線尾收垛。

IRB7600FX機(jī)器人

IRB7600FX機(jī)器人（圖2）是具有完全集成的動態(tài)模型的控制體，機(jī)器人控制器同時控制和協(xié)調(diào)7個軸的運(yùn)動，確保了最佳的速度、精度和使用壽命，應(yīng)用于壓機(jī)間的高速傳送工作。

圖2 IRB7600FX機(jī)器人及其工作行程

自2007年第一臺IRB7600FX七軸機(jī)器人使用至今，全球已有超過250個應(yīng)用單元，約60條沖壓生產(chǎn)線的實(shí)績。IRB7600FX機(jī)器人歷經(jīng)8年的現(xiàn)場應(yīng)用，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、控制單元以及各個細(xì)節(jié)上進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)，現(xiàn)已提升至第五代版本，七軸性能更優(yōu)，生產(chǎn)線速度更快，使用壽命更長，維護(hù)保養(yǎng)更加簡單易行。

ABB IRB7600FX機(jī)器人的直線7軸能與運(yùn)動控制單元完全集成，是真正意義上的七軸機(jī)器人，對壓力機(jī)和模具沒有特殊要求，可以使工件以任意角度旋轉(zhuǎn)，布局靈活，易于編程，可以實(shí)現(xiàn)自動更換端拾器功能，運(yùn)動平穩(wěn)、快速，操作簡單。

TRX760機(jī)器人

ABB的KBS系統(tǒng)是由兩臺具有MultiMove功能的高速機(jī)器人TRX760組合而成，它將力量、柔性和速度糅合在一起，并且非常易于使用和維護(hù)。

TRX760機(jī)器人在間距6m時，空運(yùn)轉(zhuǎn)的節(jié)拍將超過17SPM；在距離為3.18m時，有效荷重為450kg。其操作速度在同類產(chǎn)品中獨(dú)占鰲頭，能顯著提高機(jī)器人動作的節(jié)拍，大幅提升生產(chǎn)效率。

圖3 KBS系統(tǒng)（TRX760雙機(jī)器人）

機(jī)器人沖壓自動化線控制系統(tǒng)

除了先進(jìn)的機(jī)器人，專屬的沖壓自動化控制系統(tǒng)，也就是為自動化系統(tǒng)配備的控制軟件，使機(jī)器人如虎添翼，不但提升了整條線的性能，也使操作者得心應(yīng)手。

ABB沖壓自動化專用控制軟件StampWare

使用StampWare 編程向?qū)?，操作人員無需特別學(xué)習(xí)編程語言，它包含了創(chuàng)建新零件程序的所有必要步驟。通過向?qū)Э梢暬缑娴脑O(shè)定，新零件的編程工作能夠非?？旖葺p松地完成。

圖4 StampWare界面

StampMaster G3

StampMaster G3是一套獨(dú)具特色的、兼具SCADA與MES功能的系統(tǒng)，可允許授權(quán)用戶通過任何Internet Explorer訪問。該系統(tǒng)全面采用模塊化設(shè)計(jì)，具有：整線監(jiān)控模塊、故障和事件模塊、0TA操作員排障助手、配方管理模塊、報告模塊。

機(jī)器人與端拾器

近年來，端拾器的設(shè)計(jì)也紛紛成為各大廠家研發(fā)的對象。一個設(shè)計(jì)優(yōu)秀的端拾器應(yīng)該具備的性能有：⑴端拾器重量輕，減少機(jī)器人負(fù)載，同時增加對零件的負(fù)載能力；⑵增加機(jī)器人壽命；⑶方便人工更換；⑷方便機(jī)器人自動更換端拾器；⑸能優(yōu)化機(jī)器人的運(yùn)動軌跡，不給機(jī)器人造成“負(fù)擔(dān)”。

ABB的端拾器產(chǎn)品（圖5）十分豐富，有普通的鋁合金材質(zhì)或者質(zhì)量輕、剛性強(qiáng)的碳纖維材質(zhì)。無論哪一款，一對一的產(chǎn)品端拾器設(shè)計(jì)必定能為整線性能的提升起到錦上添花的效果。

圖5 ABB的端拾器品種

線尾碼垛系統(tǒng)

當(dāng)自動化生產(chǎn)線的生產(chǎn)節(jié)拍超過10件/分鐘時，線尾碼垛的裝箱強(qiáng)度負(fù)荷就超過了人工勞動強(qiáng)度的極限，為了適應(yīng)這種高節(jié)奏的產(chǎn)出，企業(yè)就需要采用機(jī)器人碼垛裝箱功能，如圖6所示。其流程通常為，先采用視覺系統(tǒng)對產(chǎn)品進(jìn)行分流，然后由機(jī)器人將其碼入料架，最后由鏟車將料架運(yùn)輸出來。

采用機(jī)器人碼垛裝箱系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)主要是：⑴減少線尾操作工；⑵減少零件表面劃傷；⑶提高沖壓線的性能。

線尾機(jī)器人碼垛裝箱系統(tǒng)還可以通過使用機(jī)器人移動導(dǎo)軌，擴(kuò)大機(jī)器人的運(yùn)動范圍和工作區(qū)域。機(jī)器人移動導(dǎo)軌，做為附加第7個伺服軸與機(jī)器人融為一體，導(dǎo)軌有多種長度可供選擇。

圖6 線尾機(jī)器人碼垛裝箱

結(jié)束語

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，企業(yè)也面臨著越來越多的挑戰(zhàn)。針對人力成本高漲，人工作業(yè)質(zhì)量不穩(wěn)定，管理困難等問題，越來越多的企業(yè)著眼于自動化生產(chǎn)模式。沖壓自動化便是在這種環(huán)境下產(chǎn)生并發(fā)展起來的。

ABB沖壓自動化應(yīng)用業(yè)務(wù)單元一直著力于沖壓自動化的開發(fā)及推廣，推出種類繁多的產(chǎn)品來滿足客戶不同的需求，為滿足客戶初次創(chuàng)建，進(jìn)一步擴(kuò)展，以及全線自動化的逐步發(fā)展要求，提供了一整套成熟的產(chǎn)品和方案，在沖壓自動化的發(fā)展與客戶之間搭起了一個獨(dú)特、長期、優(yōu)質(zhì)的合作平臺。