機器人熱板沖壓搬運系統(tǒng)是專門為沖壓機配套打造的專業(yè)系統(tǒng)，不但可以將作業(yè)人員從高強度、低效率、危險且惡劣的環(huán)境中解脫出來，還可以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，降低成本，提高經(jīng)濟效益。該系統(tǒng)由工件上料定位臺、頂升機構(gòu)、視覺定位系統(tǒng)、光源、機器人系統(tǒng)、機器人底座、夾具、夾具支架、快換系統(tǒng)、下料輸送臺、料框和控制系統(tǒng)等組成，配合沖壓機、加熱爐組成一個工作站，可以實現(xiàn)熱板的自動上下料和沖壓成形。
　　
　　工作流程
　　
　　該工作站的工作流程如下：加熱爐加熱鋼板后輸出→上料定位臺啟動，將鋼板輸送到上料定位臺末端→頂升機構(gòu)將工件頂起→視覺定位系統(tǒng)對工件進行拍照、分析和定位，并將工件位置信息發(fā)送給機器人→機器人接收信號后，根據(jù)預(yù)先編好的程序，利用夾具將工件搬運至沖壓機模具位置，機器人退出并發(fā)送信號給沖壓機→沖壓機接收信號后，將工件沖壓成形，完成后，發(fā)信號給機器人→機器人將沖壓成形的工件搬運至料框→然后重復(fù)前面的工作過程→料框裝滿后，下料輸送臺將料框輸出→人工將料框吊走，換上一個空料框→循環(huán)往復(fù)實現(xiàn)自動生產(chǎn)。為保證連續(xù)生產(chǎn)，該工作站設(shè)有兩個下料輸送臺，一個料框輸出后，另一個料框輸入。
　　
　　機器人系統(tǒng)
　　
　　1.系統(tǒng)組成及選用
　　
　　該系統(tǒng)機器人采用kuka、fanuc、abb、YASKAWA機器人，由機器人本體、控制柜和示教器組成，其平均*率的周期超過70000h。所選機器人作為，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，具有系統(tǒng)穩(wěn)定、易于操作和維護管理方便等諸多優(yōu)點。舉例KUKA機器人選用鑄造版KR210L180-2F型號，有效負載180kg，工作半徑2900mm，重復(fù)精度±0.06mm，防護等級為IP67，*現(xiàn)場粉塵工況要求。
　　
　　2.工具快換裝置
　　
　　具有技術(shù)的鎖緊機構(gòu)，擁有多重錐面的凸臺，無彈簧設(shè)計的氣體壓力丟失防護功能使產(chǎn)品在穩(wěn)定性、可重復(fù)性、強度和安全性方面與同類產(chǎn)品相比優(yōu)勢更加突出，工具快換裝置在行業(yè)內(nèi)甚至有超過15年*應(yīng)用的記錄；同系列、不同載荷的工具快裝置具備互換功能，可模塊化設(shè)計，減少備件購買數(shù)量，提高產(chǎn)品應(yīng)用的延續(xù)性，zui大程度降低客戶的長期使用成本。
　　
　　3.夾具支架
　　
　　夾具支架由底座、定位銷、蓋板、氣缸、密封墊和檢測開關(guān)等組成，用來存放由快換裝置更換下來的夾具。該存放支架具有定位、檢測以及保護裝置。
　　
　　4.夾具
　　
　　由多種通用和夾具組合來滿足多種工件的抓取，既實現(xiàn)了通用性要求又滿足了性要求。夾具采用標(biāo)準(zhǔn)氣動元器件作為夾緊動力，簡化結(jié)構(gòu)的同時增加了可靠性，采用了防護罩隔絕輻射熱，高溫隔熱墊隔絕傳導(dǎo)熱，保證氣動元器件和電氣元器件的正常工作，從而保證夾具的可靠性和使用壽命；輔以快換裝置，實現(xiàn)夾具的快速自動更換；夾具的更換由程序自動控制，不需要人為干預(yù)，如果需要增加工件的品種，可以通過修改程序來完成，如果需要增加夾具只需將夾具放置在合適的位置即可，擴展性很好。
　　
　　5.視覺定位系統(tǒng)
　　
　　視覺定位系統(tǒng)由鏡頭、信息處理系統(tǒng)、光源、背景板、安裝支架和防護裝置等組成，配合定位臺實現(xiàn)對工件的定位。視覺定位誤差不超過±1mm，角度誤差不超過±1°；定位時間不超過150ms。該系統(tǒng)為國內(nèi)*單鏡頭、大視野視覺定位系統(tǒng)。
　　
　　6.上料定位臺
　　
　　上料定位臺由支架、滾筒、頂升機構(gòu)、背景板、驅(qū)動電動機和檢測開關(guān)等組成，配合視覺系統(tǒng)實現(xiàn)對工件的定位。因工件是經(jīng)過加熱爐出來的，溫度達600℃以上，所以所有部分都要考慮高溫防護問題。滾筒部分采用滾輪結(jié)構(gòu)，減少了與鋼坯的接觸面積，減少熱傳導(dǎo)；增大了滾輪軸與鋼坯的距離，減少了熱輻射；滾輪軸承采用耐高溫軸承和高溫潤滑脂，以保證滾輪的正常工作。頂升機構(gòu)采用頂升桿與鋼坯接觸，減少了與鋼坯的接觸面積，減少熱傳導(dǎo)；增大了頂升氣缸與鋼坯的距離，減少了熱輻射；頂升氣缸與鋼坯間裝有背景板，減少了鋼坯對頂升氣缸的熱輻射，并作為視覺定位的背景；頂升桿與氣缸上安裝板連接部分裝有耐高溫隔熱墊，減少了熱傳導(dǎo)，保證氣缸及氣缸磁性開關(guān)的正常工作。
　　
　　7.下料輸送臺
　　
　　下料輸送臺由輸送平臺、無桿氣缸、支架、直線導(dǎo)軌滑塊和液壓緩沖等組成，實現(xiàn)工件料框的輸送，結(jié)構(gòu)簡單、維護方便。輸送平臺除了輸送料框外，還可以遮擋高溫工件對無杠氣缸和電氣元器件的輻射；輸送平臺與無桿氣缸之間的連接部分裝有耐高溫隔熱墊，可以基本隔絕傳導(dǎo)熱。無桿氣缸和直線導(dǎo)軌滑塊分別起驅(qū)動和導(dǎo)向作用，結(jié)構(gòu)簡單可靠、控制方便。
　　
　　8.料框
　　
　　料框采用通用性設(shè)計，更換工件種類只需更換料框內(nèi)的限位塊，換型方便，大大減少了料框的數(shù)量，降低使用成本。
　　
　　系統(tǒng)效益
　　
　　1.人工方面
　　
　　原來每天兩班，每班需要配4個人，生產(chǎn)節(jié)拍是3min/件；現(xiàn)在的節(jié)拍是2min/件，每班1個人。這樣一天就節(jié)省了10個人的人工成本，若每人按工資加保險5000元/月計算，一年節(jié)省的人力成本就是60萬元。
　　
　　系統(tǒng)總的能耗小于15kWh，一年的電費為64800元。像這樣一套系統(tǒng)每年的折舊費約20萬元，而且?guī)缀鯖]有備件費用，這樣每年能節(jié)省成本近34萬元。
　　
　　2.材料方面
　　
　　因人工放置偏差較大，為不造成廢品，鋼板留的切割余量較大，改用機器人搬運系統(tǒng)后，大大提高了鋼板放置的準(zhǔn)確性，經(jīng)測試，周邊平均余量減少約20mm，鋼板若按1500mm×1000mm×8mm計算，每個工件節(jié)省鋼材重量為7.8×103×（1500×1000－1460×960）×8×10－9＝6.14016kg。生產(chǎn)節(jié)拍按2min/件，一天按兩班15h，一年按240個工作日，可生產(chǎn)的工件數(shù)量為：30×15×240＝108000個，節(jié)省的鋼材重量為6.14016×108000＝663137.28kg≈66.3t，每噸鋼材按5500元計算，節(jié)省的材料費約36萬元。如果鋼板尺寸更大、更厚，或者產(chǎn)能更大，節(jié)省的材料費將會更多。
　　
　　3.總的經(jīng)濟效益
　　
　　系統(tǒng)每年總的經(jīng)濟效益為70萬元，所以投資改造這樣一個項目是非常劃算的。