一、多(duō)機連線機(jī)械手
分為(wéi)多機滑(huá)塊同(tóng)步模式及(jí)滑塊自由模式,一般適用於產量要求較大且品類眾多的小型衝壓件。
二、多機連線機器人
一般適(shì)用於外觀和成形性要求(qiú)較高的大型衝(chōng)壓(yā)件(汽車零部件等)。
三、機器人衝壓自動化生產線的一般構成
典型的機器人衝壓(yā)自動化生(shēng)產線包含以下部分:機器人、電控係統(tǒng)、拆垛裝(zhuāng)置、過渡皮帶、板料清洗機、板料塗油機、對中台、線尾碼垛係統、安全防護係統及機(jī)器人端拾器。具體布置方式可以根據生產車間(jiān)的麵積進行調整,如(rú)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(xiàn)垂直。
1. 衝壓機器人
衝壓生產用機(jī)器人除了要求(qiú)負載大、運行軌跡(jì)精確及性(xìng)能穩定可靠等搬運機器人所(suǒ)共(gòng)有的特性,還要滿足頻(pín)繁起/製動、作業範圍大(dà)、工件尺寸及回轉麵積大等特點。各個生產廠家的衝壓機器人都在普通搬運機器人的基礎上(shàng)加大了電動機功率及減速機(jī)規格,加長了手(shǒu)臂,並廣泛采用棚架(jià)式安裝(zhuāng)結構。
2. 機器(qì)人衝壓自動化線控製係統
機(jī)器人衝壓自動化係統需要集成壓力(lì)機、機器人、拆垛機、清洗機、塗油機、對中台、雙料檢測裝置、視覺(jiào)識別係統、各種皮帶、同(tóng)步控(kòng)製係統、安全防護係統及(jí)大屏幕顯示,並具(jù)有(yǒu)無縫集成進(jìn)工廠MES係統的能力。為(wéi)了把如此(cǐ)多的智能控製係(xì)統有效集成,一(yī)般采用以太(tài)網與工業現場總(zǒng)線(xiàn)二(èr)級網絡係統,其中現場總(zǒng)線係統可能同時搭載安全總線。

3. 拆垛係統
目前常見的拆垛係統有三種(zhǒng),分別(bié)是專用拆垛機/機器(qì)人+拆垛小車/桁架式機械手+拆垛(duǒ)小車。
(1)專用拆垛機
其(qí)結構(gòu)特點是垛料放置在可(kě)移動液壓升降台車上;垛料高度依靠與光電傳感器(qì)與液壓係統控製,保(bǎo)持恒定;磁力分張器依靠氣動或電動驅動自動貼近垛料;采用氣缸驅動、矩(jǔ)陣布置的真空吸盤組進行拆垛,真空吸(xī)盤組垂直(zhí)運動;拆成單張的板料(liào)采用磁性皮帶傳輸。
(2)機(jī)器人+拆垛小車
其結構特點是(shì)垛料放置在可移動的拆垛小車上;垛料高度不控製,拆垛時依靠計算的板料厚度(dù)自動調整機器人吸料高度;磁力分張(zhāng)器支架安裝在拆垛小車上,支架可平移並具有(yǒu)多個可自由旋轉的(de)調整關節,更換(huàn)垛料時人工將磁力分(fèn)張器靠在垛料周邊;拆垛用真空吸盤組及雙料檢測傳感器安裝在機器人端拾器上(shàng);拆成單張的板料由機器人(rén)放(fàng)置在可伸縮過渡皮帶(dài)上進(jìn)行傳輸。
(3)桁架式機械(xiè)手+拆垛小車
其結構特點是垛料放置在可移(yí)動的拆垛(duǒ)小車上;垛料高(gāo)度不控製,拆垛時依靠計算的板料厚度自動調整機械手吸料高度;磁力分(fèn)張器支架安裝在拆垛小車上,支架(jià)可平移並具有(yǒu)多個可自由旋轉的調整關節,更換垛料(liào)時人工將磁力分張器靠在(zài)垛料周邊;拆垛用真空吸盤組及雙料檢測傳感(gǎn)器安裝在桁(héng)架式機械手端拾器上;拆成單張(zhāng)的板料由機械手放置在可伸縮過渡皮(pí)帶上進行傳(chuán)輸。
(4)可伸縮皮(pí)帶機
可伸縮皮帶機用於拆垛完成後單張板料的傳(chuán)輸,它可以為板料提供(gòng)穿過清洗機(jī)所需的移動速度。皮帶機的速度一般為變頻控製,以保證與後續清洗機、塗油(yóu)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(xiàn)時的空間。
(5)板料清洗(xǐ)機
可伸縮皮帶機用於拆垛完成(chéng)後單張(zhāng)板(bǎn)料的傳輸,它可以為(wéi)板料(liào)提供穿過清洗機所需的移動速度。皮帶機(jī)的速度一(yī)般(bān)為變頻控製,以保證與後續(xù)清洗(xǐ)機、塗油機的同步。皮帶長度可調整(zhěng),以填補不進行板料清(qīng)洗、清洗機離線時的空間。
隨著客戶對汽車表麵(miàn)質量的要求越來越高,在衝壓成形(xíng)前對覆蓋件板料進行清洗已經成為汽車廠的標準工藝。根據產量大小,板料清洗可以分為在線清洗和離線清洗兩種工藝:離線清洗適用於投產初期,單車型(xíng)產量較低的企業,一條板料清洗線可以供應2~3條衝(chōng)壓線,離(lí)線清洗機的規格一般寬(kuān)度(dù)為(wéi)2m;在線清洗適用於批(pī)量較(jiào)大的(de)企業,為適應轎車整體側(cè)圍的尺寸,在線清洗機的規格(gé)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(chuán)動係統、液壓調整(zhěng)機構,清洗過濾係(xì)統,集束噴管組件,油霧收集器,潤滑係統,行走機構(gòu),以(yǐ)及(jí)電氣控製係統等組成。主要用於標準(zhǔn)板材、未塗層、鍍鋅板以及鋁板等板料、卷料的(de)清洗。清洗機具有自行走(zǒu)機(jī)構,在不需要清洗工序時,整機可沿地麵軌道開出。
引料輥(gǔn)、毛刷輥、擠幹輥各自具有獨(dú)立的壓力調整與變頻驅動機(jī)構,通過精確調整壓力與速度(dù),可(kě)以保證磨損、維修後的輥係與生產(chǎn)線保持同步。擠幹輥采用無(wú)紡布層壓布輥,以提供良(liáng)好(hǎo)的擠幹和張緊性能,並具有防擦傷和自愈功能。清洗油箱具有加熱係統,可以使清洗介質在不同環境(jìng)溫度下使用並達到zui佳塗油效果。電氣係統采(cǎi)用(yòng)具有現場總線通信(xìn)功能的PLC控製,通過觸摸(mō)屏(píng)人(rén)機界(jiè)麵可以進行參數設定、故障診斷。

(6)板料塗油機
為了保證板料在較高速度下拉延成(chéng)形時的質量,在(zài)衝壓成形前(qián)對板(bǎn)料進行局部塗抹拉延油是汽車廠常用的工藝手段,適用於(yú)自動化(huà)衝壓線的塗油機。
塗油機主要用於板材拉延前的塗油工序(xù),由噴(pēn)槍單元、供油及油液保溫單元、噴射供氣單元、板料輸送單元、油霧收(shōu)集單元、電(diàn)氣控製單元及機身等組(zǔ)成。塗油機(jī)具有行走機構,在不需要塗油時可以移動離線。噴嘴采用數字化控製,保證板料上油膜位置的準確(què)和油膜厚度的均勻。不管環境溫度如(rú)何變化,供油及油液保溫單元均處於等待噴射狀態,油液溫度恒定,保證噴射效果。
(7)板料對中台
為了保證板料被準確地(dì)放置在模具內,在機器人拾取板料(liào)前需要(yào)對板料進行對(duì)中。常用的對中台(tái)有重力對(duì)中台、機械對(duì)中台及光學(xué)對中台三種。
1)重力對(duì)中台
板料在(zài)裝(zhuāng)滿(mǎn)滾珠的斜麵上依靠重力自由(yóu)滑向一角進行定位,台(tái)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(zhí)接放置板料,不適用於具有清(qīng)洗機、塗油機的自動線。
2)機械(xiè)對中台
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(dǎ)料器向中心推,從而實(shí)現(xiàn)精確定(dìng)位。所有打料器的位置(zhì)可(kě)示教編程,對中台具有(yǒu)板料到位檢測及(jí)雙料檢測(cè)。機械對中台能夠滿足(zú)各種異性(xìng)料的高速對中。另外,可采(cǎi)用雙中心設計,以滿足同時處理一模兩件或雙(shuāng)模雙件的要求。台上具有(yǒu)板料到位(wèi)檢測及(jí)雙料檢(jiǎn)測(cè)。
3)光學對中台
這是近(jìn)幾年發(fā)展的技術(shù),其原理是利用拍照獲(huò)得的板料位置圖像經視頻處理(lǐ)軟件後自動調整機器人的軌跡,從而既滿足zui終將板料精確置入模具內的要求,又避免了機械對中台(tái)的複雜機(jī)構。光學對中台(tái)本質上是一個(gè)具有板料(liào)到位檢測及雙料檢測的磁性皮帶機,相比機械對中台,光學對中(zhōng)台能夠顯著降低成本。
(8)機(jī)器人七軸與端拾(shí)器
標準六軸機器人用於衝壓生產(chǎn)能夠達到8件/min的生產(chǎn)節(jiē)拍,為了進一步(bù)提高(gāo)生產率,近年(nián)來機器人製造廠家與係統集成商紛紛研發附加(jiā)七軸。采用七軸後(hòu),機器人衝壓(yā)自動化生產線的生(shēng)產(chǎn)節(jiē)拍可以進一步提(tí)高到12件/min,使得機器人自動化衝壓線的生產率能夠與昂貴的專用機械手高速線一較高下。
(9)線(xiàn)尾碼垛係統
自動化衝壓線(xiàn)的生產節拍能夠超過10件(jiàn)/min,這時(shí)線尾碼垛工位的負荷就超過勞動極限,為了適應這種高節奏的產出,需要先對(duì)衝壓件成品進行分流,然後由人工或機(jī)器人將其碼入料架,zui後由鏟車將(jiāng)料架運走。

自動(dòng)化衝壓生產線