沖壓生產(chǎn)線不但有很高的運動速度，還要求有很高的板材運送定位精度。用于沖壓生產(chǎn)線上自動化上下料真空吸盤式機械手按照板材的規(guī)格，準(zhǔn)確地將板材輸送到位。

　　在汽車鈑金件的生產(chǎn)過程中，對沖壓技術(shù)和沖壓模具提出了一系列的要求。在高速沖壓機床和多功能沖壓模具中，僅僅是“高速”和“多功能”還不能滿足生產(chǎn)的要求，只有實現(xiàn)連續(xù)地向沖壓機床和沖壓模具輸送板材，并且沖壓后的鈑金工件能在極短的時間內(nèi)從沖壓模具中取出并輸送到下一個沖壓工位時，才能保證實現(xiàn)理論計算的經(jīng)濟效益。正確的沖壓工藝應(yīng)該是：對整個鈑金件的沖壓工藝過程進(jìn)行仔細(xì)的分析與研究，保證從板材上料時開始到鈑金件完成加工的整個過程，有著預(yù)想的最短生產(chǎn)節(jié)拍。

　　從原則上講，沖壓機床的工作節(jié)拍決定了沖壓生產(chǎn)線的生產(chǎn)節(jié)拍。沖壓生產(chǎn)線的上下料機構(gòu)和工件傳送機構(gòu)的工作時間，應(yīng)與沖壓機床的沖壓時間相吻合。為了盡可能的減少或者消除沖壓機床和模具的輔助時間，板材的上下料裝置和工件的運送機構(gòu)必須能盡快地完陳個上下料和工件輸送任務(wù)，以減少沖壓生產(chǎn)線的停機時間。

板材的準(zhǔn)確定位

　　在鈑金件的沖壓生產(chǎn)加工中，需要注意的一個重要問題是沖壓生產(chǎn)過程的可靠性。可靠性一方面指的是無故障的板材上下料，另一方面指的是工藝技術(shù)的可行性。要做到這些必須考慮到整個沖壓生產(chǎn)線中所有設(shè)備部件和生產(chǎn)部件的性能。由于沖壓機和模具通常不會成為問題的焦點，因此動態(tài)的、可靠的零部件定位就具有非常重要的意義了（圖1）。

圖1 在將板材送入沖壓模具的運動中,除了很高的加速度以外還要求有很高的板材運送定位精度。

　　Lāpple集團(tuán)公司的子公司Heibronner公司，多年來一直是汽車工業(yè)的合作伙伴，是沖壓技術(shù)、模具技術(shù)和金屬成形加工技術(shù)的專家。在Lāpple集團(tuán)中，有175臺沖壓生產(chǎn)設(shè)備，其中75%的是公司自己研制生產(chǎn)的。通過這些自主研發(fā)的沖壓生產(chǎn)設(shè)備，可以按照用戶提出的特定生產(chǎn)要求進(jìn)行沖壓試驗，完成用戶要求的鈑金件的試制。這種沖壓試驗也適用于模具和鈑金件的傳送裝置，因為對于許多生產(chǎn)汽車零部件的用戶來講，鈑金件的質(zhì)量要求是非常高的。其他的要求還包括小批量生產(chǎn)時具有極高的靈活性。對于需要經(jīng)常更換產(chǎn)品的沖壓生產(chǎn)線，不僅僅要經(jīng)常更換沖壓模具、更換沖壓生產(chǎn)線的NC數(shù)控程序，機器人和鈑金件傳送機構(gòu)的機械手也需要經(jīng)常更換或者重新配置。

　　由于沖壓設(shè)備的產(chǎn)品換型往往需要占用較長的停機時間，因此Lāpple公司采用的是徹底更換機器人的整個機械手，從而可以更換的是使沖壓生產(chǎn)線完成產(chǎn)品換型。Lāpple公司所使用的機器人為六坐標(biāo)機器人，配備了真空吸盤機械手。這些機械手也是按照用戶的要求按照工建要求專門設(shè)計的。機械手是由J.Schmalz 公司生產(chǎn)的。

專門配置機械手

　　機械手由輕結(jié)構(gòu)鋼管構(gòu)件、真空吸盤、真空器、電磁控制閥、真空開關(guān)等零部件組成。由于嚴(yán)格按照工件和用戶的要求設(shè)計機械手，所以在設(shè)計時采用了標(biāo)準(zhǔn)化的機械人連接接口，而且機械手的專用真空吸盤可以適合各種不同工件。企業(yè)在實踐中積累了豐富的機械手設(shè)計經(jīng)驗，所設(shè)計的機械手完全的能與板材吻合，并能毫無問題的與機器人連接，具有很高的剛性和板材輸送精度。由于機械手的手臂采用的是鋼管結(jié)構(gòu)件，因此運動控制離合器、連接件和橫拉桿等部件的重量都減輕了不少，這也進(jìn)一步地提高了機械手的運動性能，堅守了板材工件運送加速和減速運動過程中的彈性抖動。

　　在Heibronner市生產(chǎn)廠的5號沖壓生產(chǎn)線中，采用的是3班工作制，每周工作7天。沖壓生產(chǎn)線中輸送板材的機器人配備的就是真空機械手，并且可以按照最大8m/s的速度運動。為了對機械手的運動過程和動態(tài)性能進(jìn)行優(yōu)化，在機器人的外部，對機械手的運動時間控制程序進(jìn)行了編制，優(yōu)化，最后才將最終優(yōu)化好的程序傳送到?jīng)_壓生產(chǎn)線中的各個機器人的控制系統(tǒng)中。

　　自動化的沖壓設(shè)備、自動化的模具更換、自動化的機械手更換和自動化的控制程序交換系統(tǒng)，允許沖壓生產(chǎn)線能夠進(jìn)行自動化的更換沖壓產(chǎn)品，即自動化的完成沖壓設(shè)備的調(diào)整，從而比其他沖壓生產(chǎn)線有著更短的產(chǎn)品換型輔助時間。沖壓生產(chǎn)線可以每天進(jìn)行兩次設(shè)備調(diào)整，沖壓兩種不同的鈑金件。機器人可以在機械手庫中自動取出產(chǎn)品換型所需的機械手（圖2）。機器人的可更換真空吸盤式機械手提高了沖壓生產(chǎn)線工作的可靠性，并且進(jìn)一步保證了機械手可由數(shù)量少，工作可靠的標(biāo)準(zhǔn)零部件制成，例如使用了Ejector真空組件，由5個Schmalz公司生產(chǎn)的集成式SMP Mega 泵組成的真空吸盤組件（圖3），在該組件中還集成了電磁控制閥和數(shù)字真空開關(guān)。

　　視板材運送情況，機械手可以配備專用的真空吸嘴。例如Schmalz公司的SAF型（盤式吸嘴）、SAB型（波管式吸嘴）、SAOB型（橢圓型波管吸嘴）、SAOF型（橢圓型盤式吸嘴）和SAOG型（鐘型吸嘴，橡膠材料為HS45）真空吸盤（圖4）。這樣一來，一組真空吸盤可以由不同種類的吸嘴組成，使整個真空機械手有著很好的橫向力承受能力。吸嘴有著不同的吸取性能，在吸取有油的板材時有著很好的自我防護(hù)性能。

圖3 系列的模塊式集成吸嘴直接安裝在機器人中

圖4 沖壓生產(chǎn)線中運送轎車側(cè)板箱的機器人，它所使用的吸嘴是橢圓型的波管式吸嘴，可以與被沖壓板材的表面形狀很好的匹配

圖5  沖壓板材運送中使用的內(nèi)部帶有彈簧桿的盤式機械手和具有重復(fù)工件檢驗功能的真空吸盤式機械手

集成式的吸嘴

　　采用Schmalz集成式吸嘴后，真空機械手吸取板材時間明顯縮短，板材運送過程更可靠。這種模塊式的機械手制造工藝的優(yōu)點是，可以使用不同的真空吸嘴或者真空吸嘴或者真空吸盤。這種真空吸盤式的機械手可以保證安全可靠的板材定位。機械手采用的節(jié)能型壓縮機可以節(jié)省壓縮空氣的消耗量，從而節(jié)省生產(chǎn)費用。

　　最后要說的是，在板材沖壓生產(chǎn)線的第一個沖壓工位上所使用的Schmalz真空機械手，使一套由5個SMP集成式吸嘴，SAF盤式吸嘴，F(xiàn)STI彈簧桿和真空吸盤構(gòu)成的，它可以檢查板材是否重疊，并將重疊板材分開（圖5）。所有的吸嘴都安裝在彈簧桿上，從而可以有效地補償平衡板材的變形。即使在板材沒有水平放置的情況下，也可以保證真空吸盤可靠的吸取工件 。

　　這種板材上料裝置和萬能型真空吸盤式機械手適用于各種不同板材上料。由不同種類的吸嘴組成的機械手保證了可以按照板材的大小和形狀準(zhǔn)確的輸送到位。