高温板材冲床上下料机械手在汽车冲压件生产企业中的应用

目前国内的汽车的A、B柱等零件通常是由高温金属板材冲压而成，其生产线构成主要由叉车板材原料入位→机械手抓取上料→高温加热电炉→900℃高温板材出炉→机械手抓取上料→冲压机床冲压→机械手抓取下料→传输线组成。通常上述生产线由国外进口，设备造价高，维护极为不易。

针对此情况，国内最大的汽车冲压件生产企业，长春某汽车配件集团决心全部采用国产设备，实现冲压生产线的自动化。目前国内的炉具和冲床以及模具都能完全满足生产要求的，缺乏的是将这些设备连接在一起变成一条自动化生产线的整合能力，而在整个过程中，机械手的设计无疑是最关键的一环。

高温板材冲床上下料机械手的难点有以下几点：

1、 板材温度达到800℃-900℃，由于温度太高，无法使用常见的真空吸盘作为端拾器主结构，而只能采用金属手指自取的方式。

2、 板材薄。只有0.9-1.5mm厚的板材，在高温下变软，拉伸强度变小，这样导致端拾器无法采用刚性夹持的方法抓取。

3、 速度要求过高。从炉内出来的板材要尽量保持高温状态，直至冲压完成，而从炉内出来的板材每秒钟温度会下降几十度，所以要求机械手要以超过1米/秒的速度完成抓取任务。

4、 板材形态不规则。板材形状通常都是以轴线对称的类矩形，但边线是无规则曲线，在这种情况下，我们无法使用三爪气缸等成型产品。

5、 尺寸受限。冲压机床上下模具间的空隙很小，所以，端拾器末端高度被限制在一定尺寸下。板材从炉内出来时辊子传动的，辊子直径50mm，间距75mm，这使抓取方式再次受限。而炉具与冲床之间的距离又要尽可能的小，以节约运送时间，这样又限制了机械臂的尺寸，在必须满足行程的情况下尽可能小。

正是由于上述难点，国内许多机械手生产企业婉拒了该汽车配件企业的合作要求。

沈阳力拓自动化控制技术有限公司在承接了这一生产合同后，本着为客户分忧的理念，以填补国内空白为至高点的精神，大胆创新，反复实验，终于为客户提供了满意的产品，也填补了高温板材冲床上下料机械手的国内空白。

力拓公司生产的这款机械手采用了很多的生产工艺和设计方法，现简述如下：

为了解决速度高，机械臂尺寸受限的问题，力拓公司采用了德国BAHR公司的ELZT系统倍速定位单元，这种定位单元主要由铝型材骨架，直线滑轨和双同步带驱动构成。如图： 其工作原理为：当伺服电机工作时，带一驱动A端移动，而A端在移动的同时要通过带二来驱动B端同向移动，当A端相对于固定座移动的行程m时，B端相对固定座移动了2m。这样就一举解决了机械臂尺寸受限和速度要求过快的问题。

实际上在进口的设备中，同样也采用了类似机构。

二、直线位移采用伺服电机与行星减速机机构结合的动力模式，速度快，加速平稳，定位精确

三、采用以气缸为动力，以轴、自润滑轴承，和多连杆主从动机构为主体，以铝型材为框架的端拾器设计，成功解决了高温， 板材薄，板材形状不规则，及尺寸受限的一系列问题。