分布式驱动系统应用在热冲压成形线上带来的优势
为早日实现碳达峰、碳中和，新能源汽车的轻量化是大势所趋，目前使用高强度钢和铝合金等材料，采用热冲压成形工艺生产汽车结构件减重是非常有效的工艺手段。下面介绍下深圳立德机器人有限公司的分布式驱动系统在热冲压成形线上的应用，以及带来的优势。
一、分布式驱动系统简述
传统机械手的电气控制系统，是将机械手的运动控制器、伺服驱动器、IO控制器等等都安装在电气柜内，然后通过各种电缆将这些控制器件和机械手上的各种执行器件和信号采集器件进行连接，如下图所示。
所谓分布式驱动系统，是采用就近布置原则将伺服驱动器布置在伺服电机边上，将IO控制器就近布置在IO器件边上，是一种大幅简化配线和大幅压缩电柜（或无电柜）的方案，如下图所示。
二、分布式驱动系统的构成和主要特点
1.分布式驱动系统的构成
分布式驱动系统包括分布式安装的运动控制器、整流单元、伺服驱动单元、IO控制单元、各类通讯处理器和通讯接口单元等组成，如下图所示。
三、分布式驱动系统在热冲压成形线上的应用
分布式驱动系统在直接热成型冲压线上的应用
直接热成形的工艺过程如下图所示。
下图是L形布局的直接热成形冲压线的布局图。
在直接热成形冲压线中，板料的拆剁工序（通常使用拆剁机械手或机器人），热冲压压力机上下料工序（通常使用Transfer机械手或Feeder机械手）可以采用使用分布式驱动系统的桁架机械手。
分布式驱动系统在间接热成型冲压线上的应用
间接热成形的工艺过程如下图所示。
在间接热成形冲压线中，板料的拆剁工序（通常使用拆剁机械手或机器人），冷冲压压力机上下料工序（通常使用Transfer机械手或Feeder机械手），热冲压压力机上下料工序（通常使用Transfer机械手或Feeder机械手）都可以采用使用分布式驱动系统的桁架机械手。
分布式驱动系统在热冲压上下料桁架机械手上使用的实例
分布式驱动系统应用在热冲压成型线上带来的优势
1. 传统的驱动方式，机械手上伺服电机的动力电缆、编码器反馈电缆、伺服抱闸控制电缆、以及其它各类IO控制电缆都需要从机械手本体上敷设电缆到机械手电气柜内，但通常机械手的电气柜不会布置在压力机边上，而是要布置在压力机附近的二层平台上，在这种布局方案下，这些电缆的长度大约20米-40米长，由于这些电缆的存在以及传统方案还需要比较大的机械手电气柜，在机械手的全生命周期内会带来如下的问题。
A. 因为电缆的长度比较长，为保证电缆自身的电压降不影响设备运行，必须要增大电缆芯线的线径规格，带来的是电缆成本的增加。
B. 在热冲压线上使用的桁架机械手，因为体积较大，不能整体运输，机械手在制造厂装配调试完成后需要拆解成几个方便运输的组件后运输。因为电缆又多又长，这种模式会造成机械手在制造厂调试前会有大量的电缆敷设工作，而在运输前又有大量的电缆拆解和保护工作，机械手运输到客户现场后又需要再次敷设电缆，这些工作最终都会计入机械手的制造成本。
C. 在桁架机械手上，因为结构设计的特点，所有的伺服电机都是运动的，故所有连接到机械手电气柜的电缆必须使用抗折弯柔性电缆，如果这些电缆按抗折弯寿命500万次计算，这些电缆3-5年就需要更换一次，除了成本增加，还有施工难度大和增加故障隐患的风险，而且电缆更换需要专业技术人员才能进行。
D. 传统的方案，机械手的电气柜装配工作比较大。
2. 使用分布式驱动系统带来的优势：
A. 因为机械手电气柜内没有伺服驱动器，故机械手电气柜尺寸压缩掉80%以上，精简后的机械手电气柜薄而轻，可以嵌装在生产线周边的安全围栏上。
B. 最精简的模式机械手本体到机械手电气柜的电缆数量只有2条（1根传输能源的动力电缆和1根工业总线电缆），电缆数量大幅压缩。
C. 显著简化了安装工作，减少了安装工作量，并大大减少了接线错误，电缆成本大幅压缩，装配效率大幅提升，与电缆相关的施工成本大幅压缩。
D. 客户后期使用和更换的成本大幅压缩。
E. 因为伺服驱动器布置在伺服电机边上，所以伺服驱动器到伺服电机的电缆极短，通常大约在1米左右，而且大多数场合，这些电缆**拖链，不需要再使用抗折弯电缆。
F. 机械手上器件的维修更换以及电缆的更换只需松开接插件，更换后拧紧接插件即可，维修更换非常方便。
G. 分布式驱动系统使用了共母线技术，节能环保。
H. 电气柜装配工作大幅度减少。
结束语
本文介绍的分布式驱动系统是深圳立德机器人有限公司和固高科技在多年技术沉淀的基础上合作开发而成，该类产品已经在汽车覆盖件加工桁架机械手，汽车热冲压成形线桁架机械手，激光切割机上下料桁架机械手，自动化装车桁架机械手等适用桁架机械手的领域得到广泛应用。
