摘要：闡述了在汽車制造沖壓工藝中，當機械手為壓力機自動化上下料時，對自動抓取和檢測板件系統(tǒng)的一種技術改進，針對設備現(xiàn)狀進行分析研究，基于現(xiàn)場綜合需求對真空發(fā)生器和負壓真空度檢測進行調試實現(xiàn)相關功能。通過本文介紹可以為氣動技術類搬運設備的改進、維護保養(yǎng)等提供思路和幫助。

關鍵詞： 機械手、抓取與檢測板件、真空發(fā)生器、負壓真空度

1? 前言

汽車制造沖壓工藝是由壓力機帶動模具對板件進行沖壓作業(yè)，常見模具設計決定每一板件從開始到成型一般要經過四到六次沖壓，所以常見的生產線是由多臺壓力機以串聯(lián)方式組成，板件按照工藝順序依次經過各臺壓力機。早期是靠人工在各臺壓力機之間上下料，后來隨著工業(yè)機器人的普及和以GUDEL品牌機械手為代表的自動化設備出現(xiàn)，逐步取代了人工上下料，大大提升了安全保障和生產效率;

基于此，這些自動化上下料設備需要完成對板件的自動抓取和檢測，抓取技術較常見的是用氣動系統(tǒng)，此外還有電磁吸附技術等;檢測技術較常見的有電磁開關接觸板件來完成，或利用氣動系統(tǒng)的負壓真空度檢測等。本文主要以GUDEL品牌單臂機械手為例，介紹關于抓取和檢測系統(tǒng)基于現(xiàn)場綜合需求的一種技術改進。

2改進前設計原理及缺陷

改進前抓取原理為：抓取工具稱為端拾器，由鋁合金桿和氣管、吸盤等組成，由統(tǒng)一的電磁閥組和多個真空發(fā)生器分散在每一吸盤處形成真空以抓取板件;檢測原理為：電磁開關置于端拾器上，隨著端拾器吸放板件以接觸和脫離板件的方式進行檢測。

2.1抓取系統(tǒng)分析

機械手接近抓料點時吸氣，吸附并檢測到板件后搬運到放料點，放氣后得到無板件信號返回原點，依次循環(huán)。用PLC控制電磁閥組根據(jù)伯努利氣動原理完成吸放氣。吸放功能要靠多組氣路，比較復雜。

2.2檢測系統(tǒng)分析

汽車板件有多種，如頂蓋、發(fā)動機蓋等，所以端拾器也對應多種，每生產完一種板件，更換模具同時還需要更換端拾器以生產下一種。機械手本體有供端拾器拔插的公用底座，檢測板件的電磁開關位于端拾器上，其信號線路跟隨端拾器與底座間拔插，不可避免有過度接頭。在上下料過程中如該信號出現(xiàn)異常，機械手會馬上報警并停線。

2.3兩套系統(tǒng)設計缺陷總結

1.分散式真空發(fā)生器邏輯復雜，數(shù)量多，結構易損，電氣路需到末端，需隨機械手旋轉，配套件多。主要有密封圈、接頭、線束、拖鏈、固定板等，大端拾器吸盤多時尤為明顯。

2.長期操作導致過度接頭接觸不良，故障率高，經常需要人工盯線以防止壓壞設備或模具等，容易造成人員疲勞。

3抓取系統(tǒng)改進過程

硬件方面采用簡捷邏輯，氣源不經電磁閥組直接供給真空發(fā)生器進氣口，出氣口用一根氣管到底，吸放功能都集成到該氣管上。末端連接吸盤用普通鋁塊即可，氣路供所有吸盤共用。電氣接線方面根據(jù)吸放邏輯簡化24V控制線路。程序方面根據(jù)信號變化修改，吸件信號用功能塊圖取反，放件信號增加TOF指令等。

改進后抓取板件靈敏度提高，沖壓工藝重復定位精度高，接觸位置一般不發(fā)生變化，一次性調試成功可持續(xù)使用，并能及時獲悉吸盤破損。

4檢測系統(tǒng)改進過程

硬件方面拆除原檢測系統(tǒng)，當吸盤接觸到板件時真空度達到設置值時信號產生，相當于電磁開關接觸并檢測到有板件;當吸盤釋放板件后真空度下降，相當于電磁開關脫離板件并檢測到信號變化。

設置真空度檢測值時需兼顧多個工藝點，不能過高或過低。滿足全部工藝點的條件主要有：1、工廠氣壓無大波動;2、負載無漏氣;3、負壓檢測設置為0.5-0.6bar;4、遲滯設置為最小;5、氣路無堵塞;6、其他。

綜上所述，本改進刪繁就簡、安全實用，降低維護成本每年5萬元左右，是基于現(xiàn)場綜合需求技術改進比較成功的范例。

參考文獻：

[1] 李新德.氣動元件與系統(tǒng)[M].北京：中國電力出版社，2015.

[2] 王春生.沖壓工藝設備的技術進步與發(fā)展[J].機械工人（熱加工），2006.

作者簡介：

夏傳江（1987～）男，山東臨沂人;東北林業(yè)大學，自動化專業(yè);上汽通用五菱汽車股份有限公司青島分公司制造科沖壓設備工程師;研究方向：機電一體化。