隨著汽車市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈，整車廠投入車型的整體周期都在逐步縮短，如何在有限的周期時(shí)間內(nèi)確保整車質(zhì)量是整車廠面對(duì)的一個(gè)重大課題，落實(shí)到?jīng)_壓領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，如何最大化利用沖壓生產(chǎn)線的調(diào)試工時(shí)便是重中之重，本文主要描述基于ABB RobotStudio 軟件進(jìn)行新車型端拾器離線制作、軌跡離線調(diào)試等，實(shí)現(xiàn)新車型自動(dòng)化調(diào)試工時(shí)削減，在應(yīng)用過(guò)程中出現(xiàn)的優(yōu)勢(shì)與不足。沖壓生產(chǎn)線仿真模型建立
沖壓生產(chǎn)線組成
要實(shí)現(xiàn)沖壓生產(chǎn)線仿真應(yīng)用的準(zhǔn)確性，首先要保證沖壓生產(chǎn)線布局、應(yīng)用參數(shù)的準(zhǔn)確性，下述基于廣汽乘用車沖壓B 線設(shè)備規(guī)格參數(shù)進(jìn)行建模說(shuō)明，如圖1 所示。⑴線首單元。2 臺(tái)液壓拆垛小車、拆垛機(jī)器人、3 段傳輸皮帶、1 臺(tái)板料清洗機(jī)，板料對(duì)中系統(tǒng)等，完成板料上料、分張、拆垛、輸送、清洗、對(duì)中一系列流程；該部分主要用于整線仿真完整性示意，僅保證與1#壓力機(jī)間相對(duì)位置準(zhǔn)確即可，無(wú)需完全復(fù)刻實(shí)際生產(chǎn)線狀態(tài)。⑵自動(dòng)沖壓及搬運(yùn)單元。5 工序壓力機(jī)（分別定義為B1 ～B5 壓力機(jī)），各壓力機(jī)間上料、下料機(jī)器人(共計(jì)6 臺(tái)機(jī)器人，分別定義為R12、R21、R31、R41、R51、R61 機(jī)器人)；該部分屬于沖壓生產(chǎn)線仿真主體，必須確認(rèn)仿真硬件的各項(xiàng)參數(shù)，壓力機(jī)、機(jī)器人相對(duì)位置、結(jié)構(gòu)尺寸、壓力機(jī)運(yùn)行曲線、機(jī)器人型號(hào)及運(yùn)動(dòng)方式等。⑶線尾單元。8 段線尾下料皮帶；該部分主要用于整線仿真完整性示意，僅保證與1#壓力機(jī)間相對(duì)位置準(zhǔn)確即可，無(wú)需完全復(fù)刻實(shí)際生產(chǎn)線狀態(tài)。仿真控制邏輯
⑴機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制。RobotStudio 控制軟件是ABB專用仿真軟件，可完全實(shí)現(xiàn)機(jī)器人現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用真實(shí)運(yùn)動(dòng)控制。⑵壓力機(jī)運(yùn)動(dòng)控制。RobotStudio 控制軟件中沒(méi)有壓力機(jī)運(yùn)行的控制方式，只能通過(guò)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行模擬，配合壓力機(jī)的運(yùn)動(dòng)曲線參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)壓力機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制，圖2 中B1 ～B5 壓力機(jī)分別由1 臺(tái)機(jī)器人進(jìn)行模擬，七軸采用伺服驅(qū)動(dòng)，程序配置壓力機(jī)運(yùn)行曲線，從而通過(guò)七軸的伺服運(yùn)動(dòng)來(lái)模擬壓力機(jī)的沖壓動(dòng)作。⑶整線聯(lián)動(dòng)運(yùn)動(dòng)控制。完成壓力機(jī)與機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制后，要實(shí)現(xiàn)整線聯(lián)動(dòng)的聯(lián)鎖就必須把整線動(dòng)作的控制邏輯串聯(lián)，在RobotStudio 中，由于各機(jī)器人（包括壓力機(jī)）均是通過(guò)觸發(fā)脈沖信號(hào)來(lái)模擬運(yùn)行動(dòng)作的，因此，機(jī)器人與機(jī)器人(或壓力機(jī))之間也需要通過(guò)脈沖信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)相互動(dòng)作控制，為了更加貼近現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)實(shí)際，選擇的機(jī)器人信號(hào)點(diǎn)必須完全接近實(shí)際觸發(fā)點(diǎn)的時(shí)間。沖壓生產(chǎn)線仿真應(yīng)用方式
廣汽乘用車以某新車型調(diào)試進(jìn)行使用驗(yàn)證，該車型共內(nèi)作11 組零件，通過(guò)沖壓生產(chǎn)線仿真進(jìn)行自動(dòng)化端拾器離線制作、離線軌跡調(diào)試、節(jié)拍輸出及模具結(jié)構(gòu)優(yōu)化建議輸出，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線機(jī)時(shí)釋放。端拾器布局輸出
常規(guī)端拾器制作需要在生產(chǎn)線上配合模具及零件，模擬生產(chǎn)狀態(tài)，人工線上進(jìn)行在線制作，工時(shí)耗時(shí)長(zhǎng)，且期間無(wú)法進(jìn)行其他線上同步作業(yè)；通過(guò)仿真軟件進(jìn)行離線端拾器布局，布局形式定義基于現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用前提，使離線端拾器布局可以在生產(chǎn)線下直接進(jìn)行制作，僅保留少量線上調(diào)整工時(shí)，最大化減少線上制作時(shí)間。端拾器仿真及應(yīng)用流程如圖3 所示，端拾器仿真輸出問(wèn)題點(diǎn)見(jiàn)表1。機(jī)器人軌跡輸出
機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡是沖壓生產(chǎn)線搬運(yùn)的運(yùn)行保證，機(jī)器人軌跡調(diào)試精度決定了整線生產(chǎn)的穩(wěn)定性；通過(guò)仿真軟件完成機(jī)器人軌跡線下調(diào)試，導(dǎo)入實(shí)體生產(chǎn)線機(jī)器人內(nèi)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人軌跡離線應(yīng)用。機(jī)器人軌跡仿真應(yīng)用流程如圖4 所示，機(jī)器人軌跡仿真輸出問(wèn)題點(diǎn)見(jiàn)表2。沖壓生產(chǎn)線仿真應(yīng)用結(jié)論
端拾器制作應(yīng)用
通過(guò)仿真應(yīng)用可進(jìn)行端拾器離線制作，但由于仿真軟件的局限性，將軟件二維空間內(nèi)的數(shù)據(jù)在線下轉(zhuǎn)化為三維數(shù)據(jù)時(shí)，對(duì)于部分?jǐn)?shù)據(jù)的轉(zhuǎn)化難以實(shí)現(xiàn)，例如，端拾器支桿擺角，人工進(jìn)行線下端拾器制作時(shí)，由于沒(méi)有模具符型，在角度、姿態(tài)上無(wú)法將仿真的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化，因此，在線下端拾器制作時(shí)，只能夠忽略端拾器擺角，按0°進(jìn)行制作，待上線后再根據(jù)模具型面狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整。通過(guò)仿真后線下制作的方式，雖然無(wú)法完全消除線上調(diào)試的工時(shí)需求，但是相對(duì)于常規(guī)方式已經(jīng)大大減少了線上作業(yè)的時(shí)間。端拾器制作工時(shí)對(duì)比見(jiàn)表3。機(jī)器人軌跡應(yīng)用
通過(guò)仿真應(yīng)用將機(jī)器人軌跡離線編輯后導(dǎo)入現(xiàn)場(chǎng)沖壓生產(chǎn)線的方式簡(jiǎn)單高效，且確實(shí)可以實(shí)現(xiàn)，但在使用過(guò)程中存在重大不足：⑴在應(yīng)用過(guò)程中無(wú)法確保軌跡點(diǎn)調(diào)試的精確性；⑵沖壓搬運(yùn)對(duì)于取料、投料的精度要求非常高，誤差5mm 都將造成板件無(wú)法貼合模具型面，而通過(guò)反復(fù)驗(yàn)證，仿真應(yīng)用僅能夠保證15mm 的誤差，因此，仿真應(yīng)用對(duì)于沖壓生產(chǎn)線的高精度需求仍有待提高。結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)應(yīng)用沖壓生產(chǎn)線仿真軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化調(diào)試工時(shí)削減的方式是可行的，且在應(yīng)用過(guò)程中，對(duì)于整線調(diào)試工時(shí)的削減也非常可觀。同時(shí)，由于生產(chǎn)線上作業(yè)的空間局限性，對(duì)于員工的勞動(dòng)負(fù)荷也相對(duì)較高，線上作業(yè)工時(shí)的削減對(duì)于員工減負(fù)也具有一定作用；但是由于軟件本身的局限性，無(wú)法滿足沖壓生產(chǎn)線自動(dòng)化搬送高精度要求，需要在未來(lái)再更近一步優(yōu)化。
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