一種優(yōu)化的磁力臂自動尋邊控制方式

在沖壓自動化生產(chǎn)過程中，需要對原材料進(jìn)行分張，以便于機(jī)器人、機(jī)械手抓取生產(chǎn)。具體原理如下：磁力臂自動尋邊前進(jìn)與板料邊緣接觸，磁力分張器將金屬板磁化，利用磁力同性相斥的原理使金屬板自動分張?，F(xiàn)有的磁力臂自動尋邊前進(jìn)機(jī)構(gòu)有氣缸推動式和電機(jī)驅(qū)動式。電機(jī)驅(qū)動式磁力臂自動尋邊采用的是電機(jī)力矩尋邊，當(dāng)磁力臂接觸到板件并且電機(jī)達(dá)到固定的力矩后，判定自動尋邊成功。當(dāng)大板件需要選擇多對磁力臂時(shí)，存在磁力臂與板件擠壓過緊，導(dǎo)致磁力臂被頂起，機(jī)械手取料失敗。

本文在電機(jī)驅(qū)動式磁力臂固定力矩自動尋邊的基礎(chǔ)上，優(yōu)化了不同磁力臂和板件對于磁力臂尋邊力矩的需求，讓每一個(gè)磁力臂針對不同板件的尋邊力矩進(jìn)行調(diào)整；同時(shí)增加了磁力臂被頂起后的自動調(diào)整功能，磁力臂自動后退到安全位置后再次前進(jìn)到目標(biāo)位置，解決了磁力臂自動尋邊的問題，經(jīng)生產(chǎn)驗(yàn)證，優(yōu)化的方法有效，滿足沖壓線大批量生產(chǎn)的需求。

過去的幾個(gè)月里，Sarah以及另一位新任教員，連續(xù)9屆VIA課程最高分紀(jì)錄保持者的認(rèn)證“意大利葡萄酒專家（IWE）”Henry Davar一同調(diào)整完善了原有的VIA課程體系。新課程體系里面，他們引入了更多客觀的品鑒內(nèi)容。所以，在新的VIA教程中，品鑒部分的內(nèi)容占的位置挺重的，甚至還有一個(gè)額外的品鑒實(shí)驗(yàn)室（Tasting Lab），按Sarah的說法是：“目的是讓學(xué)員懂得一款‘真正的’意大利葡萄酒嘗起來是什么味道。”

沖壓自動化生產(chǎn)線有機(jī)械手、機(jī)器人自動化生產(chǎn)線和多工位壓力機(jī)生產(chǎn)線等類型，一般包括壓力機(jī)和自動化系統(tǒng)。自動化系統(tǒng)通常包含線首單元(拆垛系統(tǒng))、自動傳輸系統(tǒng)和線尾單元系統(tǒng)。

拆垛系統(tǒng)介紹

在自動化沖壓生產(chǎn)線中為了確保取料是單張的，需要對鋼板料垛進(jìn)行分離。對于拆垛部分，常用的方法有磁性分離、機(jī)械分離、吹氣分離和微變形分離。

在臺灣旅游時(shí)，我都起早在街市跑步，然后回到賓館。早飯前，我總要到一樓翻閱當(dāng)?shù)貓?bào)紙，特別注意到一份《旺報(bào)》，刊載有“大陸人看臺灣”專欄，我悄悄記下其電子郵箱。

⑴磁性分離：在料垛側(cè)面放置強(qiáng)力磁鐵，同一側(cè)的鋼板之間極性相同，鋼板與鋼板之間在排斥力的作用下會產(chǎn)生一定的間隙，被分離開。

⑸確保取料機(jī)械手能夠?qū)⒍讯庵械陌辶峡焖僮テ?，并平穩(wěn)地移送至運(yùn)輸皮帶上。

在構(gòu)造判斷矩陣時(shí)存在人為估計(jì)因素，可能造成判斷矩陣不準(zhǔn)確，不一定使判斷矩陣的每一個(gè)要素滿足aik·akj=aij，因此需要進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，即計(jì)算一致性指標(biāo)CI是否滿足要求，如公式1。

⑶吹氣分離：向料垛的側(cè)面吹入壓縮空氣，板料間的粘附力會逐漸減小從而使板料分離。

生產(chǎn)過程中，隨著小車的逐漸上升，磁力臂會在板件邊緣摩擦力的作用下逐漸被頂起，導(dǎo)致磁力臂磁頭頂起頻繁報(bào)警(圖4)。

一套完整的磁性分離式?jīng)_壓自動化拆垛系統(tǒng)主要由2 臺軌道移動式上料小車(每個(gè)上料小車上配備8 ～20 個(gè)活動的可調(diào)磁力分張器，通常為永磁鐵，用于板料的分離)、拆垛手(機(jī)械手或機(jī)器人)、傳送裝置(多為磁性皮帶機(jī))、板料清洗機(jī)(可選項(xiàng))、板料涂油機(jī)(可選項(xiàng))、板料對中臺及控制系統(tǒng)等組成。

目前，拆垛系統(tǒng)多采用磁性分離方式(圖1)，其工作過程為：當(dāng)上料小車裝載料垛由換垛位置回到拆垛位置后，拆垛手從拆垛小車上抓取板料并放到皮帶傳送機(jī)上，皮帶機(jī)將板料先后傳送到清洗機(jī)和掃描儀，視覺對中系統(tǒng)拍照后將板料圖形發(fā)到電腦上，然后將此圖形和預(yù)先設(shè)定的板料位置數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，經(jīng)過檢測的板料由磁性皮帶機(jī)送到對中臺，通過對中臺的移動和轉(zhuǎn)向調(diào)整板料位置，板料經(jīng)過對中定位后，便可開始后序沖壓生產(chǎn)。

⑵機(jī)械分離：整個(gè)料垛緊靠在鋸齒形分離裝置上，運(yùn)用鋸齒形撥片將料垛板料最上層的鋼板從料垛中分離。

磁性分張機(jī)構(gòu)簡介

在沖壓等鋼板料垛應(yīng)用行業(yè)，碼垛之后的鋼板間，由于涂有油層或存在真空負(fù)壓，鋼板粘合較緊不易分開。在機(jī)械自動化上料時(shí)，極易把多張鋼板同時(shí)送入模具，造成模具損傷。因此，在自動化沖壓系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)鋼板料垛的分張，對于穩(wěn)定生產(chǎn)節(jié)拍、保護(hù)沖壓模具以及保證生產(chǎn)質(zhì)量等都具有十分重要的意義。

分張模塊作為自動化沖壓生產(chǎn)線的首道工序，其結(jié)構(gòu)的合理性與平穩(wěn)性，對于取、上料效率以及整條生產(chǎn)線的生產(chǎn)節(jié)拍起著決定性作用，常用的磁力臂結(jié)構(gòu)見圖2。為了滿足自動化沖壓拆垛上料的需求，并結(jié)合各方面因素考慮，一套穩(wěn)定的拆垛系統(tǒng)應(yīng)滿足以下要求：

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⑴確保上垛和換垛能夠有足夠的空間范圍；

⑵上垛和換垛需方便快捷，僅通過叉車、行車即可將鋼板料垛準(zhǔn)確平穩(wěn)地放置到預(yù)設(shè)位置；

示教完成后，磁力臂回原位。此時(shí)在線首條件滿足的情況下，可以自動進(jìn)行尋邊。此時(shí)，磁力臂會以速度模式行走到目標(biāo)位置的前25mm 處停下；待所有磁力臂均行走至目標(biāo)位置前25mm 處后，所有磁力臂再一起以力矩模式前進(jìn)；當(dāng)磁力臂接觸到板件邊緣并擠壓到目標(biāo)力矩后，此時(shí)判定左右磁力臂均已接觸到板件；所有的磁力臂后退2mm，避免力矩模式下磁力臂與板件接觸過緊導(dǎo)致分張不良；磁力臂自動尋邊完成后，所有磁力臂一起得磁，板件在磁性的作用下產(chǎn)生分張，整個(gè)自動尋邊流程完成。

⑷分張模塊在保證穩(wěn)定性及可靠性的基礎(chǔ)上，還應(yīng)盡量滿足各種異形板件的分張需求；

1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)方法均采用SPSS17.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,兩個(gè)樣本率的比較用X2檢驗(yàn),兩樣本均數(shù)比較用t檢驗(yàn),P<0.05為有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

磁力臂自動尋邊功能簡介

每次新車型上線調(diào)試時(shí)，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標(biāo)準(zhǔn)以托盤不碰撞到磁力臂、拆車上料方便為準(zhǔn)。磁力臂的示教方法為手動點(diǎn)動選擇的磁力臂，直到磁力臂與板件邊緣接觸，示教完成后保存當(dāng)前各磁力臂的位置值到零件配方。

⑶盡量保證取料機(jī)械手單次只抓取一張鋼板；

當(dāng)磁頭行走的距離超過目標(biāo)值25mm 后，仍然未尋找到板件邊緣，此時(shí)磁力臂自動尋邊會報(bào)警，操作人員需要檢查上料的位置。

磁力臂自動尋邊功能創(chuàng)新過程

創(chuàng)新前的情況

⑴磁力臂尋邊完成后與板件仍然接觸過緊。

對比兩組人員糖化血紅蛋白檢測（HbAlc）、空腹血糖水平（FPG）以及口服葡萄糖50 g篩選測試糖耐受量水平（GCT）；同時(shí)對比不同檢測方式在妊娠期糖尿病中的診斷情況[3]。

⑵生產(chǎn)過程中磁力臂磁頭頂起報(bào)警。

在自動尋邊完成后，磁頭再后退2mm，因?yàn)椴煌帕Ρ鄣臋C(jī)械差異，部分磁力臂后退2mm 后磁力臂仍然與板件接觸過緊(圖3)，導(dǎo)致板件分不開張。如果加大后退距離，會因?yàn)榇判詼p弱，影響板件的分張效果。

⑷微變形分離：使最上層鋼板施加適當(dāng)翹曲變形，產(chǎn)生間隙進(jìn)行分離。

差異分析

⑴磁力臂后退后仍與板件接觸過緊差異分析。

按照程序邏輯，各磁力臂達(dá)到固定的尋邊力矩后，程序判定磁力臂與板件邊緣正常接觸。但是不同磁力臂因?yàn)闄C(jī)械結(jié)構(gòu)的差異，導(dǎo)致實(shí)際加載到板件邊緣的力矩不一致。我們選擇了幾組中間常用的磁力臂，進(jìn)行了不同力矩的測試，結(jié)果見表1。

自2011年韓國教育部頒布“學(xué)術(shù)道德建設(shè)規(guī)劃”，全面建設(shè)高校教師學(xué)術(shù)道德教育實(shí)施體系后，取得了一定成效。

⑵生產(chǎn)過程中磁力臂磁頭頂起報(bào)警分析。

按照程序邏輯，磁力臂到位后再后退2mm，磁力臂與板件接觸的不會過緊，這樣生產(chǎn)時(shí)板件上升不會帶起磁頭。實(shí)際因?yàn)椴煌帕Ρ鄣臋C(jī)械差異，導(dǎo)致自動尋邊完成后，磁頭與板件的接觸松緊存在差異，這樣過緊的磁頭在生產(chǎn)過程中容易被帶起。當(dāng)來料堆垛不齊時(shí)，因?yàn)榇蓬^完成自動尋邊后是不動的，這樣凸出的板件就會把磁頭頂起，造成生產(chǎn)過程中磁力臂頂起報(bào)警頻發(fā)(圖5)。

創(chuàng)新改善步驟

⑴解決不同磁力臂尋邊力矩的差異。

由于不同磁力臂機(jī)械性能上的差異，尋邊時(shí)在板件邊緣產(chǎn)生的力矩存在差異，針對這一差異，程序中新增了不同零件不同磁力臂尋邊值的設(shè)定功能(圖6)，同時(shí)在操作畫面中將設(shè)定值寫入此零件的配方，這樣能確保所有磁力臂作用在板件邊緣的力矩一致，解決了部分磁頭容易與板件接觸過緊的問題。

⑵改善磁力臂頻繁頂起報(bào)警。

生產(chǎn)過程中小車帶著板件緩慢上升，磁頭被緩慢頂起，新增磁頭頂起報(bào)警后，自動讓磁頭失磁，后退到磁頭不報(bào)警，再前進(jìn)到目標(biāo)位置之前2mm，再次得磁。這樣在聯(lián)動過程中能自動消除磁頭被頂起的異常，同時(shí)不影響正常聯(lián)動生產(chǎn)。

“玉不琢，不成器；人不學(xué)，不知道?！敝R對任何人而言都是成才之基石，學(xué)習(xí)的過程中，務(wù)必把基石打牢。而學(xué)習(xí)就務(wù)必求真學(xué)問，求大道理，明真事理。不能舉足不前滿足快餐化、碎片化的知識。人的潛力是無限的，在不斷學(xué)習(xí)和實(shí)踐當(dāng)中發(fā)掘自身潛力。望廣大青年珍惜大好學(xué)習(xí)時(shí)光，求真學(xué)問，練真本領(lǐng)。

⑶HMI 控制面板新增頂起報(bào)警磁頭顯示。

除了事件本身，還可以通過其他細(xì)節(jié)讓采訪變得更加豐滿。可以對采訪對象所處的周邊環(huán)境進(jìn)行捕捉，給觀眾傳遞更多的信息；還可以依靠鏡頭語言，更好地展示采訪對象的精神面貌，使觀眾提高對采訪對象的認(rèn)識，比如通過給采訪對象的衣著、生活用品幾個(gè)特寫，觀眾就能夠清楚知道采訪對象的家庭等情況，提高觀眾的觀看感受。

新增磁頭被頂起后當(dāng)前磁頭狀態(tài)的異常顯示見圖7。

創(chuàng)新改善驗(yàn)證

不同的磁頭修改不同的尋邊力矩后，不同磁頭與板件的接觸力矩偏差很小，這樣自動尋邊完成后，不存在某個(gè)磁頭與板件接觸過緊的現(xiàn)象；新增自動消除磁頭頂起報(bào)警后，能消除板件與磁力臂摩擦導(dǎo)致的磁頭報(bào)警，同時(shí)也能解決來料堆垛不齊導(dǎo)致的磁頭被頂起的現(xiàn)象。在大大降低了生產(chǎn)異常、提高生產(chǎn)效率的同時(shí)，也降低了線首來料的堆垛標(biāo)準(zhǔn)要求。

1.混凝土機(jī)械?；炷翙C(jī)械是水利工程最常用的設(shè)備，主要有混凝土的生產(chǎn)、水平和垂直運(yùn)輸、碾壓、振搗等設(shè)備。由于水利工程大多位于偏遠(yuǎn)山區(qū)，交通不便，施工場地狹小，混凝土方量較大，又不可能安裝大型混凝土站，如果中小型簡易站也能做成模塊化設(shè)計(jì)的混凝土站，將更加便于安裝、拆卸和運(yùn)輸。還有混凝土入倉設(shè)備，一般來說車載伸縮式皮帶布料機(jī)機(jī)動性最好，效率最高，但如果其高昂的價(jià)格和高傾角輸送問題始終得不到有效解決，對其應(yīng)用領(lǐng)域的拓展將是一個(gè)很大的局限。

結(jié)束語

本次創(chuàng)新提出了一種優(yōu)化的磁力臂自動尋邊控制方式，避免了磁頭被頂起而導(dǎo)致生產(chǎn)中斷的風(fēng)險(xiǎn)。優(yōu)化的控制模式能滿足不同材料、不同磁頭的自動尋邊要求，同時(shí)也滿足現(xiàn)場自動消除磁頭頂起報(bào)警的要求，在保證設(shè)備安全的基礎(chǔ)上，沖壓線的效率提升12.5%，來料的堆垛標(biāo)準(zhǔn)也得到了降低，能吸收±5mm 范圍內(nèi)的堆垛不齊。