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七軸機器人和機械手在衝壓生產線中的比較

人氣:134 評論:0 日期:2019-07-01 09:59:49 標簽:全部

衝壓生產線上的自動化搬運設備是決定生產節拍和產能的重要因素。正確分析各種自動化設備的結構特點、有針對性地選擇不同結構類型的自動化設備,能夠使企業獲得很好的經濟效益,並使企業的衝壓自動化生產線更趨安全和高效。在衝壓的自動化生產中,不管是機器人還是機械手搬運設備都被統稱為自動化設備。投入衝壓生產線較早使用的自動化設備是六軸機器人,隨著各廠家對衝壓生產線節拍的要求日益提高,搬運速度更快的機械手開始逐漸嶄露頭角,但機械手存在價格高、設備穩定性稍差的缺點,這樣又促進了七軸機器人的誕生。七軸機器人兼具機器人價格低和機械手速度高的優點。

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目前廣泛使用的機器人為六軸機器人,即該機器人總共有6個可動的旋轉軸。為了提高機器人的搬運速度,在第5軸和第6軸的關節上又添加了一個附加的第7軸,專門用於零件在壓力機間的高速搬運。七軸機器人有電氣七軸和機械七軸之分。機械手也是目前國內企業使用比較廣泛的搬運設備,總共有4個轉動軸,在壓力機間來回擺動進行零件的搬運。

本文將就七軸機器人和機械手在性能參數、投資成本、安裝方式、可靠性、柔性、可操作性和可維修性等幾個主要方麵進行描述和對比,希望能夠幫助企業在以後建造出性價比更高的衝壓生產線。下文所涉及的節拍均是淨節拍和理論值,生產線為斷續模式,機械手為單臂機械手,七軸機器人為電氣七軸機器人。

性能參數 

性能參數是各生產企業在項目前期需要著重考慮的一個參數,因為它直接影響到前期的投資和後期的產能,進而影響整個工廠的運營和管理。在自動化設備的性能參數裏主要有設備所能達到的節拍、柔性、運動軌跡、對壓力機的間距要求等。

投資成本

依據作者的工作經驗,一條普通的國內壓力機自動化生產線,一條機械手和一條七軸機器人生產線投資成本分別是2000萬元和1500萬元(該數據僅作為本文的參考對比,不作為實際項目投資的價格參考)。

安裝方式

自動化結構確定下來後,接下來的事情就是現場安裝了。七軸機器人和機械手的現場安裝方式明顯不同。 就對地麵的要求而言,機械手的適應能力更強。且現在的廠房建造是為了方便設備的吊裝和後期的維護,建造較多的是鋼蓋板的地麵。但在受壓力機振動影響方麵,機器人的優勢更大。因為機械手鋼梁與壓力機的立柱的連接幾乎是剛性連接,雖然中間有緩衝裝置,但緩衝效果有限,所以壓力機的振動和前後晃動對機械手的影響十分嚴重,在振動大時,肉眼即可清楚地看到機械手本體的晃動。

設備的可靠性

可靠性應該說是設備重要的參數之一。當設備可靠性無法保證時,投資成本、性能參數等都無足輕重了。七軸機器人生產線在國內還不多,所以無法客觀地對七軸機器人的可靠性做出確切評價。但可以肯定的是,六軸機器人是一個很成熟的產品,七軸是作為六軸的一個附加軸,如果有問題,可能是第七軸會有不穩定的表現。

設備柔性

設備的柔性即自動化設備適應現場的生產零件變動、壓力機設備安裝尺寸公差、模具的結構變化等情況自動化設備所具有的應變能力。鑒於七軸機器人和機械手二者的安裝方式和各自本身機械結構、工作方式的限製,機械手的柔性遠低於七軸機器人。機械手在前、後壓力機間隻能做往返的直線運動,對前、後壓力機的定位、模具的定位要求很高,要求前後壓力機的對中性為2mm,如果壓力機或模具錯誤精度大於2mm,機械手將無法準確取到料或者無法準確把料放到位。機器人則不存在這樣的問題,由於機器人前六軸的柔性化,可隨意調整機器人的姿態和取、放料的位置,無論壓力機或模具的錯誤是2mm還是2cm,都可以通過調整機器人的取、放料位置來適應。

可操作性和可維修性

設備安裝好後,將交付業主使用。接下來麵對的便是設備的操作和維修。對於設備的操作,主要體現在新零件的調試和日常的操作上。機器人和機械手的操作都是通過一個手持器式樣的設備進行操作,在各種模式下對設備進行單軸或多軸的聯動操作,使設備滿足操作者所需要的要求。從作者使用體驗而言,可操作性上機器人和機械手是相同的。對於設備的維修,主要是維修人員對設備的維修簡便性及技術掌握上,七軸機器人和機械手在可維修性上各有優劣,無法用統一的標準來衡量。

在中、小零件的生產領域,多工位壓力機的存在使得自動化設備可能無用武之地。無論是七軸機器人,還是各種各樣的機械手或多工位壓力機,企業在項目初期進行設備選用時,要結合自身零件的特點、現場安裝條件、投資成本等各種條件進行綜合考慮,好的自動化設備就是很適合的設備。


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