同步运动控制在冲压自动化中的应用

　　冲压是汽车整车生产的四大工艺之一，在冲压工艺中最主要的设备是压力机，另外还有开卷线翻转机等其他辅助设备。压力机有人工上下料和自动化上下料两种方式，自动化上下料设备专业性较强，造价较高。随着现代工厂对生产效率的要求不断提高以及电气控制技术的不断提高，冲压自动化技术在近十几年也得到了飞速发展，从早期的压力机与机械手之间依靠顺序控制实现上下料，发展到现在的同步压机与快速送料机构之间的主从控制，因而生产效率也得到大幅度地提高。冲压自动化技术在冲压自动化设备中，由于控制性能要求高，动态响应快，大都使用包含多轴运动控制的伺服技术。控制器大都包含逻辑控制和运动控制两部分功能，有些集成在一个控制器上，有些系统的逻辑控制和运动控制分属两个控制器。在传动结构上大都使用伺服电动机通过同步带或丝杠传动，往复定位精度在0.5m m以内。经过多年的发展和完善，现在冲压自动化设备大致有以下几种：

　　1. 机械手上下料

　　机械手上下料的自动化机构(见图1)一般包含拆垛装置、对中装置、上料机械手、下料机械手、穿梭小车等部分。其中上下料机械手和穿梭小车一般包含2～3个运动轴，由伺服电动机驱动。世界上生产机械手的厂家有美国的I S I、日本的小矢部、瑞典的A B B和台湾的金峰等。

　　2. 机器人上下料

　　机器人上下料机构一般包含拆垛机器人、对中装置、上下料机器人等。与机械手的主要区别在于，并不使用专用的机械手臂而是使用通用的工业机器人进行上下料的操作，一般使用载重量在60～100kg的大型工业机器人。世界上能够生产冲压机器人的厂家主要有日本的发那科、安川，瑞典的A B B，德国的KUKA等。

　　3.快速送料机构上下料

　　快速上下料机构是由机械手发展而来的，速度更快，是更加具有专业性的冲压自动化的专用设备。这种结构不拘泥于机械手的二维坐标形式，其特殊的机构专用于压机间的板料输送，一套压机间的输送机构最多包含十几个伺服电动机轴(见图2所示)。能够生产快速送料的厂家主要是专业的冲压设备生产厂，如德国的舒勒和日本的小松。

　　机械手上下料的方式出现较早，但由于没有明显的优势，现在机械手上下料其订货已经越来越少。由于工业机器人发展成熟并且易于维护，机器人上下料已经越来越成为预算并不充裕的厂家首选。而快速送料是近10年逐渐兴起的，其技术还不是十分成熟，但由于其速度上的巨大优势，以及能够和高档压力机紧密结合的特点，使其必将在未来的冲压行业中扮演重要角色。三种上下料机构特点对比见下表所示。