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在采用机器人搬运系统的自动化冲压生产线上，机器人主要完成板料拆垛、各工序压力机之间的冲压工件传送、线尾工件输出等工作。通过PLC控制系统的协调，机器人与压力机之间，上下料机器人之间，机器人与输送设备之间具有准确可靠的运动协调关系，各机器人的功能布局如图1所示。
图1冲压机器人搬运系统功能布局
机器人直线七轴技术的介绍六轴工业机器人因为运动姿态的限制，冲压工件在从上一台压力机向下一台压力机传递过程中，冲压工件必须进行度的水平旋转，这就导致机器人运动轨迹复杂，冲压工件在旋转过程中容易脱落等问题。
机器人直线七轴技术正是为了克服标准六轴工业机器人的上述问题而开发来的，其基本原理就是在机器人第六轴的法兰盘上增加外部轴平移装置，该装置配置有独立的伺服电机和编码器，通过电缆接入机器人控制电柜内，由机器人的控制系统协调该直线七轴装置与机器人的其他六个轴的协调运作，如图2所示。
图2 配置直线七轴装置的工业机器人
通过在机器人第六轴上加装直线七轴装置，实现工件在前后压力机之间的平行移动，大大简化了机器人的搬运轨迹，不仅可以提高生产效率，还可以节省空间，如图3所示。
图3 冲压工件在前后压力机之间搬运过程中的平行移动
采用直线七轴技术的机器人冲压生产线规划时的注意事项在多个冲压自动化生产线建设项目中采用了配置直线七轴技术的工业机器人搬运系统，积累了一些经验，其中规划期间的经验重点总结如下：
①如何选择前后压力机之间的中心间距；
②如果选择压力机滑块行程和模具开口度；
③有效的防碰撞措施。
前后压力机的中心距的选择采用直线七轴技术的工业机器人对运行空间的要求不高，当首台压力机吨位不小于吨，压力机工作台前后宽度设定为mm时，前后压力机之间的最小间距可以设定为约mm，间距越小，对节拍的提升肯定更好，但在实际规划时，还需要综合考虑以下三个因素。
如果生产线还需要配置“机器人自动更换未端执行器”功能，当压力机中心距过小时，必然会导致前后压力机的立柱之间没有足够的空间，无法实现机器人原地转身到机器人底座后方来更换未端执行器，这就只能配置未端执行器移载小车，会增加土建和设备投资，并降低设备的运行稳定性。
配置未端执行器移载小车，机器人底座也就不得不更换为门型底座，这又会导致前一台压力机的左后立柱和后一台压力机的左前立柱，与机器人的底座距离很近，压力机立柱上的维修门将难于打开。
压力机中心距过小，压力机底座前后就没有足够的空间用于配置维修平台，给布置在压力机底座下的工作台夹紧顶起油缸的维修带来困难，降低压力机以后的维修方便性。
压力机滑块形成和模具开口度的选择当生产线采用直线七轴技术，在进行压力机和模具设计时，滑块行程和模具开口度可以按照以下原则进行设定。
图4 模具开口度的设定示意
如图4所示：G=A+B+C+D
A零件厚度（单位mm）
B下模安全距离：50mm
C直线七轴装置+端拾器厚度：mm
D上模安全距离：50mm
模具的有效开口高度必须要大于G，机器人才可以顺利的将冲压件从模具内送入或取出。
当模具的有效开口高度小于G时，则需要对模具和冲压件进行具体分析，才能确认该冲压件是否能在该冲压线上生产。
有效的防碰撞措施直线七轴工业机器人，在进行冲压生产过程中，直线七轴装置要伸入到模具型腔内进行上下料，所以在软硬件系统上必须采用以下有效措施来减少发生碰撞的风险。
①在压力机控制系统中，设置合理的保护角度，并留出足够的滑块制动距离；
②当压力机滑块运行的行程次数发生变化时，自动取消“下料机器人的提前进入取料”和“压力机滑块提前下行”的优化动作；
③当下料机器人的速度设定低于%时，自动取消“上料机器人的提前进入上料”的优化动作；
④当上料机器人的速度设定低于%时，自动取消“压力机滑块提前下行”的优化动作；
⑤当压力机滑块在上行过程中突然停止时，立即自动停止“下料机器人的运行”；
⑥当下料机器人在模腔内取料过程时，如果因故障突然停止，应立即停止上料机器人的运行。并且故障排除后，必须手动将下料机器人移出模腔后，再启动生产循环。
⑦全线自动换模时，第一个流程必须是全部机器人先回HOME位，然后才允许压机工作台开动。
⑧全线自动换模时，必须是在压力机的换摸流程全部完成后。由人工确认后，按下“生产线循环启动按钮”，才允许机器人运行到“等待下料位置”。
⑨在压力机上增设一个检测滑块位置的绝对值编码器，并与压力机自身的滑块角度编码器信号进行实时对比，如果出现偏差，立即停止滑块和机器人的运行；
⑩在直线七轴装置的两端配置橡胶防撞块，当发生轻微碰撞时，保证七轴本体不会损坏。
东莞市高智精工科技有限公司专注于从事机器人地轨、机器人第七轴、桁架机器人等设备的研发、生产调试，同时可提供工厂自动化搬运解决方案。产品广泛应用于机床工件上下料、焊接、铸造、机械加工、汽车、航天等行业领域。
