一种优化的磁力臂自动寻边控制方式

2022-07-21黄永普广汽乘用车有限公司宜昌分公司

锻造与冲压 2022年14期

在冲压自动化生产过程中，需要对原材料进行分张，以便于机器人、机械手抓取生产。具体原理如下：磁力臂自动寻边前进与板料边缘接触，磁力分张器将金属板磁化，利用磁力同性相斥的原理使金属板自动分张。现有的磁力臂自动寻边前进机构有气缸推动式和电机驱动式。电机驱动式磁力臂自动寻边采用的是电机力矩寻边，当磁力臂接触到板件并且电机达到固定的力矩后，判定自动寻边成功。当大板件需要选择多对磁力臂时，存在磁力臂与板件挤压过紧，导致磁力臂被顶起，机械手取料失败。

本文在电机驱动式磁力臂固定力矩自动寻边的基础上，优化了不同磁力臂和板件对于磁力臂寻边力矩的需求，让每一个磁力臂针对不同板件的寻边力矩进行调整；同时增加了磁力臂被顶起后的自动调整功能，磁力臂自动后退到安全位置后再次前进到目标位置，解决了磁力臂自动寻边的问题，经生产验证，优化的方法有效，满足冲压线大批量生产的需求。

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冲压自动化生产线有机械手、机器人自动化生产线和多工位压力机生产线等类型，一般包括压力机和自动化系统。自动化系统通常包含线首单元(拆垛系统)、自动传输系统和线尾单元系统。

拆垛系统介绍

在自动化冲压生产线中为了确保取料是单张的，需要对钢板料垛进行分离。对于拆垛部分，常用的方法有磁性分离、机械分离、吹气分离和微变形分离。

在台湾旅游时，我都起早在街市跑步，然后回到宾馆。早饭前，我总要到一楼翻阅当地报纸，特别注意到一份《旺报》，刊载有“大陆人看台湾”专栏，我悄悄记下其电子邮箱。

⑴磁性分离：在料垛侧面放置强力磁铁，同一侧的钢板之间极性相同，钢板与钢板之间在排斥力的作用下会产生一定的间隙，被分离开。

⑸确保取料机械手能够将堆垛中的板料快速抓起，并平稳地移送至运输皮带上。

在构造判断矩阵时存在人为估计因素，可能造成判断矩阵不准确，不一定使判断矩阵的每一个要素满足aik·akj=aij，因此需要进行一致性检验，即计算一致性指标CI是否满足要求，如公式1。

⑶吹气分离：向料垛的侧面吹入压缩空气，板料间的粘附力会逐渐减小从而使板料分离。

生产过程中，随着小车的逐渐上升，磁力臂会在板件边缘摩擦力的作用下逐渐被顶起，导致磁力臂磁头顶起频繁报警(图4)。

一套完整的磁性分离式冲压自动化拆垛系统主要由2 台轨道移动式上料小车(每个上料小车上配备8 ～20 个活动的可调磁力分张器，通常为永磁铁，用于板料的分离)、拆垛手(机械手或机器人)、传送装置(多为磁性皮带机)、板料清洗机(可选项)、板料涂油机(可选项)、板料对中台及控制系统等组成。

目前，拆垛系统多采用磁性分离方式(图1)，其工作过程为：当上料小车装载料垛由换垛位置回到拆垛位置后，拆垛手从拆垛小车上抓取板料并放到皮带传送机上，皮带机将板料先后传送到清洗机和扫描仪，视觉对中系统拍照后将板料图形发到电脑上，然后将此图形和预先设定的板料位置数据进行对比，经过检测的板料由磁性皮带机送到对中台，通过对中台的移动和转向调整板料位置，板料经过对中定位后，便可开始后序冲压生产。

⑵机械分离：整个料垛紧靠在锯齿形分离装置上，运用锯齿形拨片将料垛板料最上层的钢板从料垛中分离。

磁性分张机构简介

在冲压等钢板料垛应用行业，码垛之后的钢板间，由于涂有油层或存在真空负压，钢板粘合较紧不易分开。在机械自动化上料时，极易把多张钢板同时送入模具，造成模具损伤。因此，在自动化冲压系统中实现钢板料垛的分张，对于稳定生产节拍、保护冲压模具以及保证生产质量等都具有十分重要的意义。

分张模块作为自动化冲压生产线的首道工序，其结构的合理性与平稳性，对于取、上料效率以及整条生产线的生产节拍起着决定性作用，常用的磁力臂结构见图2。为了满足自动化冲压拆垛上料的需求，并结合各方面因素考虑，一套稳定的拆垛系统应满足以下要求：

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⑴确保上垛和换垛能够有足够的空间范围；

⑵上垛和换垛需方便快捷，仅通过叉车、行车即可将钢板料垛准确平稳地放置到预设位置；

示教完成后，磁力臂回原位。此时在线首条件满足的情况下，可以自动进行寻边。此时，磁力臂会以速度模式行走到目标位置的前25mm 处停下；待所有磁力臂均行走至目标位置前25mm 处后，所有磁力臂再一起以力矩模式前进；当磁力臂接触到板件边缘并挤压到目标力矩后，此时判定左右磁力臂均已接触到板件；所有的磁力臂后退2mm，避免力矩模式下磁力臂与板件接触过紧导致分张不良；磁力臂自动寻边完成后，所有磁力臂一起得磁，板件在磁性的作用下产生分张，整个自动寻边流程完成。

⑷分张模块在保证稳定性及可靠性的基础上，还应尽量满足各种异形板件的分张需求；

1.4统计学方法均采用SPSS17.0软件进行统计分析,两个样本率的比较用X2检验,两样本均数比较用t检验,P<0.05为有统计学意义。

磁力臂自动寻边功能简介

每次新车型上线调试时，需要示教板件的上料位置和磁力臂位置。材料上料位置的示教标准以托盘不碰撞到磁力臂、拆车上料方便为准。磁力臂的示教方法为手动点动选择的磁力臂，直到磁力臂与板件边缘接触，示教完成后保存当前各磁力臂的位置值到零件配方。

⑶尽量保证取料机械手单次只抓取一张钢板；

当磁头行走的距离超过目标值25mm 后，仍然未寻找到板件边缘，此时磁力臂自动寻边会报警，操作人员需要检查上料的位置。

磁力臂自动寻边功能创新过程

创新前的情况

⑴磁力臂寻边完成后与板件仍然接触过紧。

对比两组人员糖化血红蛋白检测（HbAlc）、空腹血糖水平（FPG）以及口服葡萄糖50 g筛选测试糖耐受量水平（GCT）；同时对比不同检测方式在妊娠期糖尿病中的诊断情况[3]。

⑵生产过程中磁力臂磁头顶起报警。

在自动寻边完成后，磁头再后退2mm，因为不同磁力臂的机械差异，部分磁力臂后退2mm 后磁力臂仍然与板件接触过紧(图3)，导致板件分不开张。如果加大后退距离，会因为磁性减弱，影响板件的分张效果。

⑷微变形分离：使最上层钢板施加适当翘曲变形，产生间隙进行分离。

差异分析

⑴磁力臂后退后仍与板件接触过紧差异分析。

按照程序逻辑，各磁力臂达到固定的寻边力矩后，程序判定磁力臂与板件边缘正常接触。但是不同磁力臂因为机械结构的差异，导致实际加载到板件边缘的力矩不一致。我们选择了几组中间常用的磁力臂，进行了不同力矩的测试，结果见表1。

自2011年韩国教育部颁布“学术道德建设规划”，全面建设高校教师学术道德教育实施体系后，取得了一定成效。

⑵生产过程中磁力臂磁头顶起报警分析。

按照程序逻辑，磁力臂到位后再后退2mm，磁力臂与板件接触的不会过紧，这样生产时板件上升不会带起磁头。实际因为不同磁力臂的机械差异，导致自动寻边完成后，磁头与板件的接触松紧存在差异，这样过紧的磁头在生产过程中容易被带起。当来料堆垛不齐时，因为磁头完成自动寻边后是不动的，这样凸出的板件就会把磁头顶起，造成生产过程中磁力臂顶起报警频发(图5)。

创新改善步骤

⑴解决不同磁力臂寻边力矩的差异。

由于不同磁力臂机械性能上的差异，寻边时在板件边缘产生的力矩存在差异，针对这一差异，程序中新增了不同零件不同磁力臂寻边值的设定功能(图6)，同时在操作画面中将设定值写入此零件的配方，这样能确保所有磁力臂作用在板件边缘的力矩一致，解决了部分磁头容易与板件接触过紧的问题。

⑵改善磁力臂频繁顶起报警。

生产过程中小车带着板件缓慢上升，磁头被缓慢顶起，新增磁头顶起报警后，自动让磁头失磁，后退到磁头不报警，再前进到目标位置之前2mm，再次得磁。这样在联动过程中能自动消除磁头被顶起的异常，同时不影响正常联动生产。

“玉不琢，不成器；人不学，不知道。”知识对任何人而言都是成才之基石，学习的过程中，务必把基石打牢。而学习就务必求真学问，求大道理，明真事理。不能举足不前满足快餐化、碎片化的知识。人的潜力是无限的，在不断学习和实践当中发掘自身潜力。望广大青年珍惜大好学习时光，求真学问，练真本领。

⑶HMI 控制面板新增顶起报警磁头显示。

除了事件本身，还可以通过其他细节让采访变得更加丰满。可以对采访对象所处的周边环境进行捕捉，给观众传递更多的信息；还可以依靠镜头语言，更好地展示采访对象的精神面貌，使观众提高对采访对象的认识，比如通过给采访对象的衣着、生活用品几个特写，观众就能够清楚知道采访对象的家庭等情况，提高观众的观看感受。

新增磁头被顶起后当前磁头状态的异常显示见图7。

创新改善验证

不同的磁头修改不同的寻边力矩后，不同磁头与板件的接触力矩偏差很小，这样自动寻边完成后，不存在某个磁头与板件接触过紧的现象；新增自动消除磁头顶起报警后，能消除板件与磁力臂摩擦导致的磁头报警，同时也能解决来料堆垛不齐导致的磁头被顶起的现象。在大大降低了生产异常、提高生产效率的同时，也降低了线首来料的堆垛标准要求。

1.混凝土机械。混凝土机械是水利工程最常用的设备，主要有混凝土的生产、水平和垂直运输、碾压、振捣等设备。由于水利工程大多位于偏远山区，交通不便，施工场地狭小，混凝土方量较大，又不可能安装大型混凝土站，如果中小型简易站也能做成模块化设计的混凝土站，将更加便于安装、拆卸和运输。还有混凝土入仓设备，一般来说车载伸缩式皮带布料机机动性最好，效率最高，但如果其高昂的价格和高倾角输送问题始终得不到有效解决，对其应用领域的拓展将是一个很大的局限。