七軸機器人和機械手在衝（chōng）壓生產線中（zhōng）的比較

　　衝壓生產線上的自動化搬（bān）運設備是決定生產節拍和（hé）產能的（de）重要因素。正確分析各種自動化設備的結構特點、有針對性地選擇不（bú）同結構類型的自動化設備，能夠使（shǐ）企業獲得最佳的經濟效益，並使企業的（de）衝壓自動化生產線更趨安全和（hé）高效（xiào）。
      在衝壓（yā）的（de）自動化生產中，不管是機器人還是機械手搬運設備都被統稱為自動化設備。投（tóu）入衝壓生產線最（zuì）早使用的自動化設備是六軸機（jī）器（qì）人，隨著各廠家對衝壓生產線節（jiē）拍的要求日益提高，搬運速度更快的機械手開始逐漸嶄露頭（tóu）角，但機械手存在價格高、設備穩定性稍差的缺點，這（zhè）樣又促進了七軸機器人的（de）誕生。七軸機器人兼具機器人價格低和機械手速度高的（de）優點。
      目前廣泛使用（yòng）的（de）機器人為六軸機器人，即該機器人總共（gòng）有（yǒu）6個可動的旋轉（zhuǎn）軸。為（wéi）了提高機器人的搬（bān）運速度（dù），在第（dì）5軸和第6軸的（de）關節上又（yòu）添加了一個附加的第7軸，專門用於零件在壓力機間的高速搬運。七軸機器人有電氣七（qī）軸和機械七軸之分。機械手也是目前國內企業使用比較廣泛的搬（bān）運設備，總共有4個轉動軸，在壓力機間來回擺動進（jìn）行零件的搬運（yùn）。
      本文將就七（qī）軸機器人和機械手在性（xìng）能參數、投資成本、安裝方式、可靠性、柔性、可操作性和可維修性等幾個主要方麵（miàn）進行描述和對比（bǐ），希（xī）望能夠幫助企業（yè）在以後建造出性價比更高的衝壓生產線。下文所涉及的節拍均是（shì）淨節拍和理論值，生產線為斷續模式，機械手為單（dān）臂機械手，七軸機器人為電（diàn）氣七軸（zhóu）機器人。
性能參數 
      性能（néng）參數（shù）是各（gè）生產企業在項目前期需要著重考慮的一（yī）個參數，因（yīn）為它直接影響到前期的投資和後（hòu）期的（de）產能，進而影響（xiǎng）整（zhěng）個工廠的運營（yíng）和管理。在自動化（huà）設備的性能參數裏主要有設備所能達到的節拍、柔性、運動軌跡、對壓力機（jī）的間距要求等，機械手與七軸機器（qì）人性能參（cān）數對比如表1所示（shì）。
投資成本
      依據作者的工作經驗，一條普通的（de）國內壓力機自動化生產線，一條機械手和一條七軸機器（qì）人生產線投資成本分別是2000萬元和1500萬元（該數據僅作為本文的參考對比，不作為實際項目投資的價格參考）。
安裝方式（shì）
      自動化（huà）結構確定下來後，接下來的事情就是（shì）現場安裝了。七軸機器人和（hé）機械手的現場安裝方式明顯（xiǎn）不同，具體的對比如表2所示。
      從表2中可以看出，就（jiù）對地（dì）麵的（de）要求（qiú）而言，機械手（shǒu）的（de）適應能力更強。且現在的廠（chǎng）房建造（zào）是（shì）為了方便設備的吊裝和（hé）後期的維護（hù），建造較多的是鋼蓋板的地麵。但（dàn）在受壓力機振動影響方麵，機器人（rén）的優勢更大。因為機（jī）械手鋼梁與壓力機（jī）的立柱的連接幾乎是剛性連接，雖然中間有緩衝裝置，但緩衝（chōng）效果有限，所以壓力機的（de）振動和前後晃動對（duì）機械手的影響十分（fèn）嚴（yán）重，在振動大（dà）時，肉眼即可清楚地看到機（jī）械手本體的晃（huǎng）動。
設備的可靠性
可靠性應該說是設備最重要的參數之一（yī）。當設備可靠性無法保證（zhèng）時，投資成本、性能（néng）參數等都無（wú）足輕重了。
本公司的一個生產基（jī）地有兩條六軸機器人自動化線和一條機械手生產線。機械手生產線於（yú）2012年投（tóu）入（rù）生產，兩（liǎng）條六軸機器人生產線分別於（yú）2006年和2009年投入生（shēng）產。從使用情況來看，機器人（rén）設備的（de）可靠性要遠高於機械手。機械手設備的停線指標每個月都超出規定，其故障率是六（liù）軸機器人的5～10倍。但作者所在公司的另一個生產基（jī）地，機械手的可靠性又比較高（gāo），和（hé）機器人不（bú）相上（shàng）下（xià）。

　　七軸機（jī）器人（rén）生產線在國內還（hái）不多，所以無（wú）法客觀地對七軸機器人的可靠性做出確切評價。但可以肯定的是，六軸機器人是一個很（hěn）成熟的（de）產品（pǐn），七軸是作為六（liù）軸（zhóu）的一個附加軸，如（rú）果有問題，最多也就是第七（qī）軸會有不（bú）穩定（dìng）的表現。
設備柔性
      設備的柔性（xìng）即自動化（huà）設（shè）備適應現場的生（shēng）產零件變動、壓力機設備安裝尺寸公（gōng）差、模具的結構變化等情況自動化設備所具有的（de）應變能力。鑒於七軸機器人（rén）和（hé）機械手二者的安裝方式和各自本身機械結構、工作方式的限製，機械手的柔性遠低（dī）於七軸機器人。機械手在前、後壓力（lì）機間隻能做往返的直線運動，對前、後壓力機的定位、模具的定位要（yào）求很高，要求前後壓力機的對中性為2mm，如果壓力機或模具錯誤精度（dù）大於2mm，機械手將無法準確取到（dào）料或者無法準確把料放到位。機器人則不存在這樣的問題，由於機器（qì）人前六軸（zhóu）的柔性化（huà），可隨意調整機器（qì）人的姿態和取（qǔ）、放料的位（wèi）置，無論壓力機或模具的錯誤是2mm還是2cm，都（dōu）可（kě）以通過調整機器人的（de）取、放（fàng）料位（wèi）置來適應。
可操作性和可維修性
      設備安裝好後，將（jiāng）交付業主使用。接下來麵對的便（biàn）是（shì）設備的（de）操作和維修。對於設備（bèi）的操作，主要體現在新零件的調試和日常的操作上。機器人（rén）和機械手的操作都是通過一個（gè）手持器式樣的設備進行操作，在各種模式下對設備進行單軸（zhóu）或多（duō）軸的聯動操（cāo）作，使設備滿足操作者所需要的要求。從作者使用體驗而言，可操作性上機器人和機械手是相同的。對於設備的維修，主要是維（wéi）修人員對設備的維修簡便性及（jí）技術掌握（wò）上，七軸機器人和機械手在可維修性上（shàng）各（gè）有優（yōu）劣（liè），無法用統一的標準來衡量。
結束（shù）語
      在中、小零件的生產領域，多工位壓力機（jī）的存在使得自（zì）動化設備可能無用武之地。無論（lùn）是七軸機器人，還是各種（zhǒng）各樣的機械手或多工位壓力機，企業在項目初期進行設備選用時，要（yào）結合自身（shēn）零件的特點、現場安裝（zhuāng）條件、投資成本等各種條件進（jìn）行綜合考慮，最好的自動化設備就是最適合的設備。