安川首钢承接的汽车零部件冲压线机器人自动化改造项目已实现连续10个月稳定量产 (图1)。该生产线自动化程度高，可兼容多种车型混线生产，技术水平在行业内处于领先地位。
图1 机器人冲压搬运生产线
客户进行自动化改造之前，工件在压机之间的搬运、模具的更换全部需要人工操作。从产品质量的稳定性、操作人员的劳动强度和安全考虑，“机器人换人”是大势所趋。安川首钢以此为契机，不断创新研发相关系统技术，努力提升机器人在冲压生产线中的自主集成应用技术水平，为更多的汽车及零部件生产厂商实现自动化生产提供了全面的技术解决方案和技术服务。
该生产线需要对客户现场已有的5台机械式压机进行自动化改造，实现7种工件的自动切换及混线生产。节拍的要求是10件/分钟。面对这样的挑战，安川首钢在项目前期和系统设计阶段进行了详细的研究论证，针对客户不同的冲压工艺要求和不同机器人配置进行了充分的仿真分析、节拍测算。最终确定该冲压生产线上共使用7台安川EPH系列机器人，其中3台EPH130RLD机器人，用于拆垛上料和线尾下料，4台EPH4000D机器人进行压机间工件搬运(图2)。项目执行过程中，各部门的团结一心，积极合作，快速响应各种突发事件，合理调配各种资源，保障了项目的顺利实施。
图2 机器人冲压生产线图
该生产线能够获得成功，从技术方面总结，具有4大特点：
1、专业的冲压专用机器人。日本安川EPH4000D/EPH130RLD机器人是专门为冲压上下料而设计制造的，其结构形式与普通机器人的比较有如下特点：机器人应用专用减速机，可以高速运行，寿命较普通机器人更长；MOTOMAN-EPH4000D配置平行四连杆机构，便于端拾器自动调整方向，可以快速的传递工件；机器人具有广阔的动作范围并能实现各种尺寸工件的高速搬运，各项性能在同级别机器人中处于领先地位(图3)。
图3 EPH4000D/EPH130RLD机器人动作范围和节拍
2、创新的机器人拆垛系统。拆垛工位的机器人动作比较复杂同时还需要进行双料检测，常常是整条生产线的节拍瓶颈。常规做法是使用接触式双料检测和通用端拾器拆跺，但由于客户产品繁多且外形差异大，故创新的采用了非接触式传感器检测双料。利用激光传感器，对工件厚度进行检测运算，如果发生双层或者多层工件粘连立即发出报警，暂停机器人动作，避免产生次品，也保障了压机内模具的安全(图4)。
图4 机器人拆垛系统
3、 高效的模具更换系统。客户机械压力机为双胎盘结构，自动化改造前需要人工手动更换模具，换模操作非常费劲，且需要耗费较长时间。自动化改造之后实现模具全自动更换，大大减轻了操作者的劳动强度，提高了生产线效率。模具更换系统主要由模具夹紧系统和PLC控制系统组成。模具夹紧系统分滑块夹紧和下模夹紧两部分。上滑块设有4个自走式夹紧器夹紧模具，下模采用4个自动滑动式夹紧器进行夹持，对下模换模垫板与工作台进行夹持。每台压力机都由独立的PLC控制，压力机间采用三菱CC-link总线通讯，全部信息汇集在整线主操作面板，轻轻一按即可实现整线自动换模。
图5 模具更换系统
4、先进的整线控制系统。整线自动化控制系统基于三菱PLC控制，采用CC-link总线与压力机、机器人进行通讯，高效快速。同时集成以太网接口，预留整线设备与办公室管理层信息交流接口。在总线控制界面，可以实现以下功能：
1)监控压力机、机器人和安全防护运行状态。
2)随时修改机器人的运行速度(图6)。
3)一键整线自动切换模具和端拾器。
整线自动更换过程中，如果其中某台压力机故障，其余压力机也可以自动运行，互不影响。控制系统逻辑严谨高效，达到行业内先进水平。
图6 整线控制系统
目前，该机器人冲压搬运生产线已成为客户自动化改造的标杆项目，获得了一致好评。该项目取得成功也标志着安川首钢在机器人冲压领域达到了新的技术高度，对提高公司的自主集成能力具有重要意义。
