機器人連續生產模式是近幾年新興的沖壓生產模式,整線成本與傳統機器人斷續生產線基本持平,生產節拍提升10%,整體經濟性更優。連續生產模式中,壓力機沖壓速度大幅降低,極大降低了設備、模具所受的沖擊力,延長了其使用壽命,降低了生產噪聲;壓力機無需停上死點,加減速頻次、制動損耗有效降低,節能效果顯著。
汽車作為大宗消費產品,單一車型開發后產銷量少則數萬,多則上百萬,而快速批量化生產是降低生產成本,提升市場競爭力的必由之路。傳統沖壓自動生產線可以區分為機器人線(斷續線)、同步線兩大類,同步線較機器人線效率高出50%~80%,但整線成本高出2~3 倍,導入何種生產線能實現成本、收益最佳平衡點是沖壓設備規劃的難點。
機器人連續生產線
機器人連續生產線是一種集成傳統機器人生產線硬件與同步線同步控制技術,實現機器人上下料過程,壓力機不停上死點的一種沖壓生產模式。機器人連續生產線具有效率更高,較傳統機器人生產線提速約10%;更加節能,較傳統機器人生產節能約5%;工作噪聲更低,可維持在75~85dB 之間;設備模具所受沖擊更低,延長了設備、模具使用壽命。
機器人連續生產線開發的難點
機器人速度過低
機器人自動化市場發展多年,壓力機與自動化集成商長期分離,開發機器人連續線,需壓力機同步控制技術、機器人控制技術融合,需對項目比重再分配,溝通融合周期漫長。采用當前主流斷續線機器人進行連續模式開發,成本小幅增加,節拍降低1.2~2.3,有弊無利。
圖1 機器人斷續線、連續線節拍對比
整線優化難度指數級增長
傳統機器人斷續生產線在完成端拾器制作、軌跡優化、安全角度測量后即可啟動聯動生產,由后往前逐個單元進行機器人優化,直至整線節拍達到理想值。而連續生產線需要考慮壓機間相位角度設置、不同單元間機器人優化深度匹配等,相對于斷續線主單元的優化把握,提升為整線優化把握,對現場保全技能水平提出極高要求,大大提升了現場保障的難度。
機器人連續線規劃
沖壓過程原理模型
如何突破機器人連續線開發難點,我們從沖壓過程原理進行分析。生產過程中壓力機運行一個沖次,過程中關鍵角度采用1個圓進行表示,同一套模具在機器人線、同步線的5個關鍵角度值變化極小,我們假定為5 個值均一致。