一、多機連線機械手
分為多機滑塊同步模式及滑塊自由模式,一般(bān)適用於產量要求較大且品類眾多的小型衝壓件。
二、多機連(lián)線機器人
一(yī)般適用於外觀和成形性要求較(jiào)高的大型衝壓件(汽車零部件(jiàn)等)。
三、機器人衝壓自動化生產線的一(yī)般構成
典型的機器人衝(chōng)壓自動化生產線包含以下部分:機器人(rén)、電控係統(tǒng)、拆垛裝置、過渡皮帶、板料清洗機、板料塗油機(jī)、對中(zhōng)台、線尾碼垛(duǒ)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(jiān)的麵積進行調整,如拆垛車的開出方式(shì)既可以與衝壓線平行(háng)也可以與衝壓(yā)線垂直。
1. 衝壓機(jī)器(qì)人
衝(chōng)壓生(shēng)產用機器人除了要求負載大、運(yùn)行軌跡精確(què)及性能穩定可靠等(děng)搬運機器人所共有的特性,還(hái)要滿足(zú)頻(pín)繁起/製動、作業範(fàn)圍大、工件尺寸(cùn)及回轉麵積大等特點。各個生產廠家的(de)衝壓機器人都在普通搬運(yùn)機器人的基礎上加大了電動機功率及(jí)減速機(jī)規(guī)格,加(jiā)長了手臂,並廣泛采(cǎi)用棚架式安裝(zhuāng)結構。
2. 機器人衝壓自動化(huà)線控製(zhì)係統
機器人衝壓自動化(huà)係統需要集成壓力(lì)機、機器人、拆垛機、清洗機、塗油機(jī)、對中台、雙料檢測裝置、視覺識(shí)別係統、各種皮帶、同步控製係統、安全防護係統及大屏幕顯示,並具有(yǒu)無(wú)縫集成進工廠MES係統的能力。為了把如此多的智能控製(zhì)係統有效集成,一般(bān)采用以太網與工業(yè)現場總(zǒng)線二(èr)級網絡係統,其中現(xiàn)場(chǎng)總線係統(tǒng)可能同時搭載安全總線(xiàn)。

3. 拆垛係統
目前常見的拆垛係統有三種(zhǒng),分別是專用拆(chāi)垛機/機器(qì)人+拆垛小車/桁架(jià)式機械手+拆垛小車(chē)。
(1)專用拆垛(duǒ)機
其結構特點是(shì)垛料放(fàng)置在可移動液壓升降台車(chē)上;垛料高度依靠與光電傳(chuán)感器與液壓係統(tǒng)控製(zhì),保持恒定;磁力(lì)分張器依靠氣動或(huò)電動驅動自動貼近垛料;采(cǎi)用氣缸驅動、矩陣布置的真(zhēn)空吸盤組進行(háng)拆垛,真空吸盤組垂直運(yùn)動;拆成單張的板料采用磁性皮帶傳輸。
(2)機(jī)器人+拆垛小車
其結構特點(diǎn)是垛料(liào)放置在可移動的拆垛小車上;垛料高度(dù)不控製,拆垛時(shí)依靠計算的板料厚度自動調整(zhěng)機器人吸料高度;磁力分張器支架安(ān)裝在拆垛小車上,支(zhī)架可平移並具有多個可自由旋轉的調(diào)整關節,更換垛(duǒ)料(liào)時人工將磁力分張器靠在垛料周邊;拆垛用真空吸(xī)盤組及雙料檢測傳感器安裝在機器人(rén)端拾器上;拆(chāi)成單張的板(bǎn)料由機器人放置在可伸(shēn)縮過渡皮帶上進行傳輸。
(3)桁(héng)架(jià)式機械手+拆垛小車
其結構特點是垛料放置在可移動的拆垛小車上;垛料高度不(bú)控製,拆垛時依靠(kào)計算的板料厚度自動(dòng)調整機械(xiè)手吸料高度;磁力分張器支(zhī)架安裝在(zài)拆垛小車(chē)上,支架可(kě)平移並具有多個可(kě)自由旋轉的調整關節,更換垛料時(shí)人(rén)工將磁力分張器靠在(zài)垛料周邊;拆垛用真空吸盤組(zǔ)及雙料檢測傳感器安裝在桁架式機(jī)械手端拾器(qì)上;拆(chāi)成單張(zhāng)的板料(liào)由(yóu)機械手放置在可伸縮過渡皮帶上進行傳輸。
(4)可伸縮皮帶機
可伸縮皮帶機用於拆垛完成後單張板料的傳輸,它可以為(wéi)板料提供穿過清洗機所需的移動速度。皮帶機的速度一(yī)般為變頻控製,以保證與(yǔ)後續清洗機、塗油機的同步。皮帶長度可調整,以填補不(bú)進(jìn)行板(bǎn)料清洗、清洗機離線時的空間。
(5)板料清洗(xǐ)機
可伸縮皮帶機用於拆垛完成後單張(zhāng)板料的傳輸,它可以為板料提供穿過清洗機所需的(de)移動速(sù)度。皮帶機(jī)的速度一般為變頻控製,以保證與後續清洗機、塗油機的同步。皮帶長度可調整,以填補不進行板料清洗、清洗機離線時的空間。
隨著客戶(hù)對(duì)汽車表麵質量的要求越(yuè)來越高,在衝壓成形前對覆蓋件板料進(jìn)行清洗已經成為汽車(chē)廠的(de)標準工藝。根據產量大小,板料清洗(xǐ)可以分為在線清洗和離(lí)線清洗兩(liǎng)種工藝:離線清洗適用於投產初期,單車型產量較(jiào)低的企業,一條板料清洗線可以(yǐ)供應(yīng)2~3條衝壓線,離(lí)線清洗機的規格一般寬度為2m;在線清洗適用(yòng)於批(pī)量(liàng)較大的企業,為適(shì)應轎車整(zhěng)體(tǐ)側圍的尺寸,在線(xiàn)清洗機的規格一般寬度為4.2m。
清洗機由引料輥、毛刷輥及擠幹輥組合的輥係,動力及傳動係統、液壓調整機構,清洗過濾(lǜ)係統,集(jí)束噴管組件,油霧收集器,潤(rùn)滑係統,行走機構,以及電氣控製係統等組(zǔ)成。主要用(yòng)於標準板材、未塗層、鍍鋅板以(yǐ)及鋁板等板料、卷料的清洗。清(qīng)洗(xǐ)機具(jù)有自行走機構,在不需要清洗工序時,整(zhěng)機可沿地麵(miàn)軌道開出。
引(yǐn)料(liào)輥、毛刷輥、擠幹輥各自具有獨立的壓力調整與變頻驅動機構,通過精確調整壓力與速度,可以保證磨損、維修後的輥係與生(shēng)產線保(bǎo)持同步。擠幹輥采用無(wú)紡布層壓布輥,以提供良好的擠(jǐ)幹和張(zhāng)緊性能,並具有防擦傷和自愈功能。清洗油箱具有加(jiā)熱係統,可以使清(qīng)洗介質在不同(tóng)環(huán)境溫度下(xià)使用並達到(dào)zui佳塗油效果。電氣係統采用具有(yǒu)現場(chǎng)總線通信功能的(de)PLC控製,通過觸(chù)摸屏人機界麵可以進行參數設定、故障診(zhěn)斷。

(6)板料塗油機
為了保證板料在較高速度下拉延成形時的質量,在衝壓(yā)成形前對板料進行局部塗抹拉延油是汽(qì)車廠常用的工藝手段,適用於自動化衝壓線的塗油機。
塗油機主要用於板材拉延前(qián)的塗(tú)油工序,由噴槍單元、供油及(jí)油液(yè)保溫單(dān)元、噴射供氣單元、板料(liào)輸送單元、油霧(wù)收集單元、電氣控製單元(yuán)及機身等組成。塗油機具有行走(zǒu)機構,在不需要塗油時(shí)可以移動離線。噴嘴(zuǐ)采用數字化控製,保證板料上油膜位(wèi)置的準確和油膜厚度的均勻(yún)。不管環境溫度如何(hé)變化,供油及油液保(bǎo)溫單元均處於等待噴射狀態(tài),油液溫度恒定,保證噴射效果。
(7)板料對(duì)中台
為了保(bǎo)證板料被準確地(dì)放置在(zài)模具內,在機器人拾取(qǔ)板料前需要對板料進行對中。常用的對中台有重力對中台、機械對中(zhōng)台及光學對中台三種(zhǒng)。
1)重力(lì)對中台
板料(liào)在裝滿滾珠的斜麵上依靠重力自由滑向一角進行定位,台上具有板料到位檢測及雙料檢測。重力對中台適用於機器人直接放置板料,不適用於具有清洗機、塗油機的自動線。
2)機械對中(zhōng)台
板料依靠磁性皮袋移動至擋塊,再由另外三側的氣缸驅動打料器向中心推,從而實現精確定位。所有打料器的位置(zhì)可示教編程,對中台具有(yǒu)板料到位檢測(cè)及(jí)雙料檢測。機械對(duì)中台能夠滿足各種異性(xìng)料的高速對中。另外,可采用(yòng)雙(shuāng)中心設計,以滿(mǎn)足同時處理一模兩件或雙模雙件的(de)要求。台上具(jù)有板料到位(wèi)檢測及雙料檢測。
3)光學對中(zhōng)台
這是近幾年發展的技術,其原(yuán)理是利用拍照獲得的板料位置圖像經視頻處理軟件後自(zì)動調整機器人的軌跡(jì),從而既滿足zui終將板料精確置入模具內的要求,又避免了(le)機械對中台的複雜機構。光學對中台本質上是一個具有板料到位檢測及雙料(liào)檢(jiǎn)測的磁(cí)性皮帶機,相比機(jī)械對中台,光(guāng)學對中台能(néng)夠顯著降低(dī)成本。
(8)機器人七軸(zhóu)與端拾器(qì)
標準六軸機器人用於衝(chōng)壓生產能(néng)夠達到8件/min的(de)生產節拍,為了進一步提高生產率,近(jìn)年來機器人(rén)製造廠家(jiā)與係統集成商紛紛研發附加七軸(zhóu)。采用七軸後(hòu),機(jī)器人衝壓(yā)自動化生(shēng)產線的生產節拍可以進一步提高到(dào)12件/min,使得機器人自動化衝壓線的生產率(lǜ)能夠與昂(áng)貴的專(zhuān)用機械手高速線一較高下。
(9)線尾碼(mǎ)垛係統(tǒng)
自動化衝(chōng)壓線的生產節拍能夠超過(guò)10件(jiàn)/min,這時線尾碼垛工位的負荷就超過勞動極限,為了適應這種高(gāo)節奏的產出,需要先對(duì)衝壓件成品進行分流,然(rán)後由人工或機器人將其碼入(rù)料架,zui後由鏟車將料架運走。

自動化衝壓生產(chǎn)線