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七轴机器人和机械手在冲压生产线中的比较

人气:141 评论:0 日期:2019-07-01 09:59:49 标签:全部

冲压生产线上的自动化搬运设备是决定生产节拍和产能的重要因素。正确分析各种自动化设备的结构特点、有针对性地选择不同结构类型的自动化设备,能够使企业获得很好的经济效益,并使企业的冲压自动化生产线更趋安全和高效。在冲压的自动化生产中,不管是机器人还是机械手搬运设备都被统称为自动化设备。投入冲压生产线较早使用的自动化设备是六轴机器人,随着各厂家对冲压生产线节拍的要求日益提高,搬运速度更快的机械手开始逐渐崭露头角,但机械手存在价格高、设备稳定性稍差的缺点,这样又促进了七轴机器人的诞生。七轴机器人兼具机器人价格低和机械手速度高的优点。

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目前广泛使用的机器人为六轴机器人,即该机器人总共有6个可动的旋转轴。为了提高机器人的搬运速度,在第5轴和第6轴的关节上又添加了一个附加的第7轴,专门用于零件在压力机间的高速搬运。七轴机器人有电气七轴和机械七轴之分。机械手也是目前国内企业使用比较广泛的搬运设备,总共有4个转动轴,在压力机间来回摆动进行零件的搬运。

本文将就七轴机器人和机械手在性能参数、投资成本、安装方式、可靠性、柔性、可操作性和可维修性等几个主要方面进行描述和对比,希望能够帮助企业在以后建造出性价比更高的冲压生产线。下文所涉及的节拍均是净节拍和理论值,生产线为断续模式,机械手为单臂机械手,七轴机器人为电气七轴机器人。

性能参数 

性能参数是各生产企业在项目前期需要着重考虑的一个参数,因为它直接影响到前期的投资和后期的产能,进而影响整个工厂的运营和管理。在自动化设备的性能参数里主要有设备所能达到的节拍、柔性、运动轨迹、对压力机的间距要求等。

投资成本

依据作者的工作经验,一条普通的国内压力机自动化生产线,一条机械手和一条七轴机器人生产线投资成本分别是2000万元和1500万元(该数据仅作为本文的参考对比,不作为实际项目投资的价格参考)。

安装方式

自动化结构确定下来后,接下来的事情就是现场安装了。七轴机器人和机械手的现场安装方式明显不同。 就对地面的要求而言,机械手的适应能力更强。且现在的厂房建造是为了方便设备的吊装和后期的维护,建造较多的是钢盖板的地面。但在受压力机振动影响方面,机器人的优势更大。因为机械手钢梁与压力机的立柱的连接几乎是刚性连接,虽然中间有缓冲装置,但缓冲效果有限,所以压力机的振动和前后晃动对机械手的影响十分严重,在振动大时,肉眼即可清楚地看到机械手本体的晃动。

设备的可靠性

可靠性应该说是设备重要的参数之一。当设备可靠性无法保证时,投资成本、性能参数等都无足轻重了。七轴机器人生产线在国内还不多,所以无法客观地对七轴机器人的可靠性做出确切评价。但可以肯定的是,六轴机器人是一个很成熟的产品,七轴是作为六轴的一个附加轴,如果有问题,可能是第七轴会有不稳定的表现。

设备柔性

设备的柔性即自动化设备适应现场的生产零件变动、压力机设备安装尺寸公差、模具的结构变化等情况自动化设备所具有的应变能力。鉴于七轴机器人和机械手二者的安装方式和各自本身机械结构、工作方式的限制,机械手的柔性远低于七轴机器人。机械手在前、后压力机间只能做往返的直线运动,对前、后压力机的定位、模具的定位要求很高,要求前后压力机的对中性为2mm,如果压力机或模具错误精度大于2mm,机械手将无法准确取到料或者无法准确把料放到位。机器人则不存在这样的问题,由于机器人前六轴的柔性化,可随意调整机器人的姿态和取、放料的位置,无论压力机或模具的错误是2mm还是2cm,都可以通过调整机器人的取、放料位置来适应。

可操作性和可维修性

设备安装好后,将交付业主使用。接下来面对的便是设备的操作和维修。对于设备的操作,主要体现在新零件的调试和日常的操作上。机器人和机械手的操作都是通过一个手持器式样的设备进行操作,在各种模式下对设备进行单轴或多轴的联动操作,使设备满足操作者所需要的要求。从作者使用体验而言,可操作性上机器人和机械手是相同的。对于设备的维修,主要是维修人员对设备的维修简便性及技术掌握上,七轴机器人和机械手在可维修性上各有优劣,无法用统一的标准来衡量。

在中、小零件的生产领域,多工位压力机的存在使得自动化设备可能无用武之地。无论是七轴机器人,还是各种各样的机械手或多工位压力机,企业在项目初期进行设备选用时,要结合自身零件的特点、现场安装条件、投资成本等各种条件进行综合考虑,好的自动化设备就是很适合的设备。


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