工业机器人下的电机端盖生产线设计范文

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摘要：主要介绍了基于HSR－HC410型工业机器人电机端盖冲压自动生产线的设计方法。首先分析了电机端盖冲压生产线的工位，然后根据工位选用冲压机器人、端拾器夹具、料仓、翻转机、下料输送线等设备，通过主控系统对各自动机进行协调，实现电机端盖冲压作业的自动化。使传统劳动密集型的电机端盖冲压作业转变为技术密集型的自动化作业。

关键词：HSR－HC410型工业机器人；电机端盖；冲压

引言

随着智能制造的提出，传统制造业的竞争压力日渐沉重，因此，制造业的智能化改造是企业发展、提升竞争力的必然趋势。为了节约劳动力成本和提高生产效率，往往在制造业智能化改造中采用工业机器人组建工作站的形式来代替人工操作，使制造的生产效率得到了提高，并且能够稳定产品的生产质量。而冲压生产线的生产环境尤为恶劣，属于劳动密集型行业，因此对其进行智能化改造及设计更为迫切，而且成效更为明显。

1电机端盖冲压生产线工况分析

电机端盖主要由轴承室和定子安装室组成，在工艺上由冲压拉伸和冲压裁剪两个阶段来完成，冲压拉伸在制造过程中主要起到成型的作用，在毛坯成型后由冲床进行冲压裁剪完成电机端盖的制造。一般这两个工艺阶段由10个以内的冲压工位来完成，本次设计以第二阶段的冲压裁剪阶段为代表详细说明电机端盖冲压自动生产线的设计流程。在第二阶段的冲压裁剪过程中，主要完成下料、裁边、轴承孔、侧舌、腰型孔的冲压裁剪等工序。由于考虑到电机端盖需要冲凸缘和裁剪边缘，同时为了使废料能够顺利地排出，因此第二阶段的冲压裁剪至少需要两台冲压机床完成上述工序。在电机端盖冲压生产线中，冲压板料的上料、下料、翻转等工序都需要工位与冲压机床进行衔接。

2冲压自动化生产线设计

电机端盖冲压自动生产线应紧紧围绕冲压机床来进行分析设计，在保证电机端盖生产质量的前提下尽量提高冲床的生产效率和工作节拍，而其他辅助设备应满足电机端盖的生产工艺和冲床的生产节拍要求。根据电机端盖冲压生产线的工位，在本次设计中由HSR－HC410机器人完成板料的上料、下料等搬运工作，在机器人的末端设计专用的末端执行器作为电机端盖板料的拾取夹具，设计一料仓用来储存上一拉伸工艺处理过的板料，使用翻转机实现电机端盖板料在冲床放置位置上的改变，冲压好的电机端盖通过传送线输送到货架，总的工作过程由总控室来监督操控。

2．1HSR－HC410型华数机器人

HSR－HC410型华数机器人能够搬运的板料质量为10kg、工作半径为1400mm，从而实现不同冲床间板料的上下料搬运。

2．2机器人末端执行器

工件的拾取放置通过端拾器真空吸盘吸取和打开。端拾器配套有真空吸盘、真空发生器等设备。端拾器主杆长200mm左右，吸盘位置可根据工件实际情况进行调整，适合电机端盖板料的拾取。同时，端拾器的吸盘位置可调，增加了冲压生产线的通用性和柔性。

2．3上料仓

上料仓采用非标设计，用于放置、输送电机端盖毛坯。在电机端盖的上料过程中采用磁性分离器上料，利用磁性原理将料垛中顶板料边缘抬起，防止拆垛过程中板料粘在一起形成双料装置，然后由机器人从最上面开始取料。

2．4翻转机

自动翻转机可承载最大片料尺寸为250mm×200mm，完全适合电机端盖的使用，其翻转角度180°或无翻转，翻转机定位板的上升下降由50气缸加双导柱提供动力，翻转功能通过旋转气缸＋夹爪完成，整个翻转机采用气动动力实现翻转功能。

2．5下料输送线

本输送线为皮带输送线，输送线总长为1500mm，宽度400mm，高度750mm；传送速度可调，在输出工件的一端设置机械挡板（其上端面比皮带上平面高10mm），防止工件掉出皮带线，并在皮带线首和线尾分别增加一组传感器以检测工件。2．6电气控制为确保系统通讯的可靠性，PLC系统具有工业以太网的RJ45硬件接口；由电气总控协调机器人和单机设备的通讯、数据交互、逻辑协调、产品生产型号选择、电机端盖检测、生产监控；电气安全采用光栅和安全继电器保护；空压气体由单独的空气过滤阀体来处理压缩空气质量。综上所述，电机端盖冲压自动化生产线工艺流程如下：整条线将主控制系统柜和自动上料机置于线首，工件的工序流向为：由机器人在上料机处进行自动上料，机器人1抓取工件至冲床1，然后冲床1开始冲压，完成后由机器人2下料、夹取物料至翻转机并等待，翻转完成后由机器人2抓取至冲床2，冲压完成后由机器人3下料至皮带线上，由机器人在传送带末端将冲压好的电机端盖搬取并放置于产品货架上。电机端盖冲压自动化生产线工作流程和整体布局分别如图1、图2所示。

3结论

通过对电机端盖冲压生产线的自动化设计，在电机端盖整条冲压生产线中实现了无人化生产，即目前较为前端的“黑灯工厂”，大大节省了人工投入和培养，使其在行业中的竞争和影响力得到有效提升，产品质量、生产效率更为稳定并得到明显提高，使电机端盖冲压生产线由原来的劳动密集型向技术密集型转变，这也是未来冲压制造行业的发展趋势。

参考文献：

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作者：曾欣 沈涛 覃智广 陈方周 单位：宜宾职业技术学院