一、多機連線機械手
分為多機滑塊同步模式及滑塊(kuài)自由模式,一般(bān)適用於產量要求較大且品類(lèi)眾(zhòng)多的小型衝壓件。
二、多機連線機器人
一般適用於(yú)外觀和成形性要求較高的大型衝(chōng)壓(yā)件(汽車零部件(jiàn)等)。
三、機器人衝壓自動化生產線的(de)一般構成(chéng)
典(diǎn)型的機器(qì)人衝壓自動化生產線包(bāo)含以下部分:機器人(rén)、電控係統、拆垛裝置、過渡皮帶、板料清洗機、板料塗油(yóu)機、對中台、線尾碼垛係統、安全防護係統及機器人端拾器(qì)。具體布置方式可以根據生產車間的(de)麵積進行調整,如拆垛車的開出方式既(jì)可(kě)以與衝壓線平行也可以與衝壓線垂直。
1. 衝壓機器人
衝壓生產用機器人除(chú)了要求負(fù)載大(dà)、運行軌跡精確及(jí)性(xìng)能穩定可靠等搬運機器人所共有的(de)特性,還要滿足頻繁起/製動、作業範圍大、工件尺(chǐ)寸及回轉麵積大等特(tè)點。各個生產廠家的衝壓機器人都在(zài)普通搬運機器人的基礎上加(jiā)大了電動機功率及減速機規格,加長了手臂(bì),並廣泛采用棚架式安裝結構(gòu)。
2. 機器人衝壓自動化線控製(zhì)係統
機器人衝壓自動化係統需要集成壓力機、機器人、拆(chāi)垛機、清洗機、塗油機、對中台、雙料檢測裝置、視覺識別係統、各種皮帶、同(tóng)步控(kòng)製係統、安全(quán)防護(hù)係統及大屏幕顯示,並具有無縫集成進工廠MES係統(tǒng)的(de)能力。為了(le)把如此多的智能控製係統有效集成,一般采用以太網與工業現場總線二級網絡係統(tǒng),其中現場總線係統可能同時搭(dā)載安全總線。

3. 拆垛係統
目(mù)前常見的拆垛係統(tǒng)有三種,分別(bié)是(shì)專用拆垛機/機器人+拆垛小車/桁架式機械手+拆垛(duǒ)小車。
(1)專用拆垛機
其結(jié)構特點是垛料放置在可移動液壓升(shēng)降台車上;垛料高度依靠與光電傳感器與液壓係(xì)統控(kòng)製,保持恒定;磁力分張器依(yī)靠氣動或電動驅動自動貼近垛料;采用(yòng)氣(qì)缸驅動、矩陣布置的真空吸盤組進行拆垛,真空吸盤組垂直運動;拆成單張的板料采用磁(cí)性皮帶傳輸。
(2)機器(qì)人+拆垛小車
其結構特(tè)點是垛料放(fàng)置在(zài)可移動的拆垛小車上;垛料高度不控製,拆垛時依靠(kào)計算(suàn)的板料厚度自動調整機器人吸料(liào)高度;磁(cí)力分張器支架安裝在拆垛小車上,支架可平移(yí)並具有多個可自(zì)由旋轉的調整關節,更換垛料時人工將磁力分張器靠在垛料周邊;拆垛用真空吸盤(pán)組及雙(shuāng)料檢測傳感器安裝在機器人端拾器上;拆成單張(zhāng)的板料由機器人放(fàng)置在可伸縮過渡皮(pí)帶上進(jìn)行傳輸。
(3)桁架式機械手+拆垛小車
其結構特點(diǎn)是垛料放置在可移動的拆垛小車上;垛料(liào)高度(dù)不控製,拆垛時依靠計算的板料厚(hòu)度自動調整機械手吸料高度;磁力分張(zhāng)器支架安裝在拆垛小車上,支架可平移並具有多個可自由旋(xuán)轉(zhuǎn)的調整關節,更(gèng)換垛料時人工將磁力(lì)分張器靠在垛料周邊;拆垛用真空(kōng)吸盤組及雙料檢測傳(chuán)感器安裝在桁架式機械手端拾器上;拆成單張的板料由機械手放置在可伸(shēn)縮過渡皮帶(dài)上進行傳輸(shū)。
(4)可伸縮皮帶機
可伸縮皮帶機用於拆垛完成(chéng)後單張板料(liào)的傳輸,它可以為板料提供穿過清(qīng)洗機所需(xū)的移動速度。皮帶(dài)機的速度一般為變(biàn)頻控製,以保證與後續清洗機、塗油機的同步。皮帶長度可調整,以填補(bǔ)不進行板料清洗、清洗機(jī)離線時的(de)空間。
(5)板料清(qīng)洗機
可伸縮皮帶機用於拆垛完成後單張板料的(de)傳輸,它可(kě)以為板料提供穿過清洗機所需的移動速度(dù)。皮帶機的速度(dù)一般為變頻控製,以保證與後(hòu)續清洗機、塗油機的同(tóng)步。皮帶長度可調整,以填補(bǔ)不進行板料清洗、清(qīng)洗機離線時的空間。
隨著客戶對(duì)汽車表麵質量的要求越來越高,在衝壓(yā)成形(xíng)前對覆蓋件(jiàn)板料進行清洗已經成為汽車廠的標準(zhǔn)工藝。根據(jù)產量(liàng)大小,板料清洗可以分為在線(xiàn)清洗和離線清洗兩種工藝:離線(xiàn)清洗適用於投產初(chū)期,單車型產量較(jiào)低的企業,一條(tiáo)板料清(qīng)洗線可以供應(yīng)2~3條(tiáo)衝壓線,離(lí)線清洗機的規格一般寬度為2m;在線清洗適用於批量較大的企業,為適應轎車整體側圍的尺寸,在線清洗機的規格一般寬度為4.2m。
清洗機由引(yǐn)料(liào)輥、毛(máo)刷輥及擠幹(gàn)輥組合的輥係,動力及傳動係統、液壓(yā)調整機構,清洗過濾係統,集束噴管組件,油霧收集器,潤滑係統,行走機(jī)構,以及電氣(qì)控製係統等組(zǔ)成。主要用於標準板材、未塗層、鍍鋅板以(yǐ)及(jí)鋁板(bǎn)等板料(liào)、卷料的清洗。清洗機具有自行走機構,在不需(xū)要清洗工序時,整機可沿地麵軌道開出(chū)。
引料輥、毛刷輥、擠幹輥各自具有獨立(lì)的壓力(lì)調整與變頻(pín)驅動機構,通過精確調整壓力與速度,可(kě)以保證磨損、維修後的輥係(xì)與生產線保持同步。擠(jǐ)幹輥采用無(wú)紡布層壓布輥,以提供良好的擠幹和張緊性能,並具(jù)有防擦傷和自愈功能。清洗油箱具有加熱係統,可以使(shǐ)清洗介質在不(bú)同環境(jìng)溫度下使用並達(dá)到zui佳塗油效果。電氣係統采用(yòng)具有現場總線通信功能的PLC控製,通過觸摸屏人機界麵可以進行參數設定、故障(zhàng)診斷。

(6)板料塗油機(jī)
為了保證板(bǎn)料在較高速度下(xià)拉延成(chéng)形時的質量,在(zài)衝壓成形前對板料進行局部塗抹拉延油(yóu)是汽車廠常用的工藝手段,適用於自動化衝壓線(xiàn)的塗油機。
塗(tú)油機主(zhǔ)要用於板材拉延前的塗油工序,由(yóu)噴槍單元(yuán)、供油及油液保溫單元、噴射供氣單元、板料(liào)輸送單元、油霧收集單元、電氣控製(zhì)單元及機身等組成。塗油機具有行(háng)走(zǒu)機構,在不需要塗油(yóu)時可以移動離線。噴嘴采用數字化控製,保證板(bǎn)料上油膜位置的準確和油膜厚度的均勻。不管環境溫度如何變化,供油及油液保溫單元均處於等(děng)待噴射狀態(tài),油液(yè)溫度恒(héng)定,保(bǎo)證噴射效果。
(7)板料對中台
為了保證板料被準確地放置在模具內,在機器(qì)人拾取板料前需要對板料進(jìn)行對中。常用的對中台有重力對中台、機械對(duì)中台(tái)及光學對中台三(sān)種(zhǒng)。
1)重力對中台(tái)
板料在裝滿滾珠的斜麵上依靠重力自由滑向一角進行定位,台上具(jù)有板料到位檢測及(jí)雙料檢測。重力對中台(tái)適用於機(jī)器人直接放置板料,不適用於具有(yǒu)清洗(xǐ)機、塗油機的自動線。
2)機械對中台
板料依靠磁性皮袋移(yí)動至擋塊,再由(yóu)另外三側的氣缸驅動打(dǎ)料器向中心推,從而實現精確定位。所有打料器的位置可示教(jiāo)編程(chéng),對中(zhōng)台具有(yǒu)板料到位檢測及雙料檢測。機械對中台能夠滿足各種異性料的高速對中。另外(wài),可采(cǎi)用雙中心設計,以滿足同時處理一模兩件或雙模雙件的要求。台上(shàng)具(jù)有板料到位(wèi)檢測(cè)及雙料檢測。
3)光學對(duì)中台
這是近幾年發(fā)展的(de)技術,其原理是利用拍照獲得的(de)板料位置圖像經視頻處理軟件後自動(dòng)調整機器人的軌跡,從而既滿足zui終(zhōng)將板料精確置入模具內的要求,又避免(miǎn)了機械對中台的複雜機構(gòu)。光學對中台本質上是一個具有板料到(dào)位檢測及雙料檢(jiǎn)測的磁性皮(pí)帶(dài)機,相比機械對中台,光學對中台能夠顯著降低成本。
(8)機器人七軸與端拾器
標準(zhǔn)六軸機器人用於衝壓(yā)生產(chǎn)能夠達到8件/min的生產節拍,為了進一步提(tí)高生產率,近年來機器人製造廠家與係統集成商紛紛研發(fā)附加(jiā)七軸。采用七軸後,機器人衝壓自動化生產線的生產節拍可以進(jìn)一步提高到12件/min,使得機器人自動化衝壓線的生產率(lǜ)能夠與昂貴的專用機械手高速線一較高下。
(9)線尾碼垛係統
自動化衝壓線的生產節拍能夠超過10件/min,這時線尾碼垛工(gōng)位的負荷就超過勞動極(jí)限,為了適應這種高節奏的產出,需要先對衝壓(yā)件成品進行分流,然後由人工或機器人將其碼入料架,zui後由鏟車將料(liào)架運走。

自動化衝壓生產線