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,一般適用(yòng)於產量要求較大且(qiě)品類眾多的小型衝(chōng)壓件(jiàn)。
二、多機連線機器人
一般適用於外觀和成形性要求較高的大型衝壓件(汽車零部(bù)件等)。
三、機器人(rén)衝壓自動化生產線的一般構成(chéng)
典型(xíng)的機器人衝(chōng)壓自動(dòng)化生產線包含以下部分:機器人、電控係統、拆垛裝置、過渡皮(pí)帶、板料清洗機、板料塗油機、對中台、線尾碼垛係統、安全防護係統及機器人端拾器。具體布置方式可以根據生產(chǎn)車間的麵積進行調整,如拆垛車的開出方式既可以與衝壓線平行也可以與衝壓線垂(chuí)直。
1. 衝壓機器人
衝壓生產用機器人除了要(yào)求負載大、運行軌跡精(jīng)確及性能穩定可靠(kào)等搬(bān)運機器人所共有的特性,還(hái)要滿足頻繁起/製動、作業範圍大、工件尺寸及(jí)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(bān)運機器人(rén)的基礎上加大了電動機功率及減速機規格,加(jiā)長了(le)手臂,並廣泛采(cǎi)用棚架式安裝結構。
2. 機器人衝(chōng)壓自動化線控製係統
機器人衝壓自動化係(xì)統需要集(jí)成壓力機、機器人、拆垛機(jī)、清洗機、塗油機、對中台、雙料檢測裝置、視覺識別係(xì)統、各種皮帶、同步控製係統、安全防護(hù)係統及大屏(píng)幕顯示,並具有無縫集(jí)成進(jìn)工廠MES係統的(de)能力。為(wéi)了把如此(cǐ)多的智能控製係統有效集成(chéng),一般采(cǎi)用以太網與工業現場總線二(èr)級網絡係統,其中現場(chǎng)總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(duǒ)係統有三種,分別是專用拆垛機/機器人+拆垛小車/桁架(jià)式機(jī)械手(shǒu)+拆垛小車。
(1)專用拆(chāi)垛(duǒ)機
其結構特點是垛料放置在(zài)可移動液壓升降台車上;垛料高度依靠與(yǔ)光電傳感器與液壓(yā)係統控製,保持恒定;磁力分張(zhāng)器依靠氣動(dòng)或電動驅動自動貼近垛(duǒ)料;采用氣缸(gāng)驅動(dòng)、矩陣布(bù)置的真空吸盤組進行拆垛,真空吸盤組垂直(zhí)運動;拆成單張的板料采用磁性皮帶傳輸。
(2)機器人+拆垛(duǒ)小車
其結構特點是垛料放置在可移動(dòng)的拆垛小車上;垛料高度不控製,拆(chāi)垛時依靠計算的板料(liào)厚度自動調整機器人吸料高度;磁力分張器支架安裝在拆垛(duǒ)小車上(shàng),支架可平移並具有多個可(kě)自由旋轉的調整關(guān)節,更換垛(duǒ)料時人工將磁力分張器靠在垛料周(zhōu)邊;拆(chāi)垛用真空吸盤(pán)組及雙料檢測傳感器安裝在機器人端(duān)拾器上;拆成單張的板料由機器人放置在可伸縮過渡皮帶上進行傳輸。
(3)桁架式機械手(shǒu)+拆垛小車
其結(jié)構特(tè)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(chāi)垛時依靠計算的(de)板料厚度自動調整機械手吸料高度;磁力分張器支架安裝在拆垛小車上,支(zhī)架可平移並具有(yǒu)多(duō)個可自由旋轉的調整關(guān)節,更換垛料時人工將磁力分張器靠在垛(duǒ)料周邊;拆垛用(yòng)真空吸盤組及雙料(liào)檢測傳感器安裝(zhuāng)在桁架式機械手端拾(shí)器上;拆成單張的板料由(yóu)機械手放置在可伸(shēn)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(liào)的傳輸(shū),它(tā)可以為板(bǎn)料提供穿(chuān)過清洗(xǐ)機所需的移(yí)動速度。皮帶機的速度一般(bān)為變頻控製,以保證與(yǔ)後續清洗機(jī)、塗油機的同步。皮帶長度可調整,以(yǐ)填補不進行板(bǎn)料清洗、清洗機離線時的空間。
(5)板料清洗機
可伸縮皮帶機用於拆垛完成後單張板料的傳(chuán)輸,它可以為板料提供穿過清洗機所需的移(yí)動速度。皮帶機(jī)的(de)速度一般為變頻控製,以保證與後續清洗機、塗油機的同(tóng)步。皮帶長度可調整,以填補不進行板料清洗(xǐ)、清洗機離線時的空間。
隨著客戶對汽車表麵質量的要求越來越高(gāo),在衝壓成形前(qián)對覆蓋(gài)件板(bǎn)料進行清洗已經成為汽車(chē)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(zhǒng)工藝(yì):離線(xiàn)清(qīng)洗適用(yòng)於投產初期,單車型產量(liàng)較低(dī)的企業,一條板料清洗線(xiàn)可以供(gòng)應2~3條(tiáo)衝壓(yā)線(xiàn),離線清洗機的規格一般寬度為2m;在線清洗適用於批(pī)量較大的企業,為(wéi)適應(yīng)轎車整體側圍的尺寸,在線清洗機的規格一般寬度為4.2m。
清洗機由引料輥、毛刷輥及擠幹輥組合的輥係,動(dòng)力及傳動係統、液壓調整機(jī)構,清洗(xǐ)過濾係統,集束噴管組件,油霧收集器,潤滑(huá)係統,行走機構,以及電氣控製係統等組成。主要用於標準板材、未塗層、鍍(dù)鋅板以及鋁板等板料、卷(juàn)料的清洗。清洗機具有(yǒu)自行走(zǒu)機構,在不需要清洗工序時,整機可(kě)沿地麵軌道開出。
引料輥、毛刷輥、擠幹輥各(gè)自具有獨立的壓力調整與變頻(pín)驅動機構,通過精確調整壓力與速度,可(kě)以保證磨損、維修後的輥係與生產線(xiàn)保持(chí)同步。擠(jǐ)幹輥采(cǎi)用無紡布層壓(yā)布輥,以提供良好(hǎo)的擠幹和張緊性能,並具有防擦(cā)傷和自愈功能。清洗油(yóu)箱(xiāng)具有加熱(rè)係(xì)統,可以使清洗介質在不(bú)同(tóng)環境溫度下使用並達到zui佳塗油效果(guǒ)。電氣(qì)係統采用具有現(xiàn)場總線通信功能的PLC控製,通過觸摸(mō)屏人機界麵可以進行參數設定、故障診斷(duàn)。

(6)板料塗(tú)油(yóu)機
為了保(bǎo)證板料在較高(gāo)速度下拉延(yán)成形時的質量,在衝壓成形前對(duì)板料進行局部塗(tú)抹拉延油是汽車廠常用的工藝手段,適用於自動化衝壓線的塗油機。
塗(tú)油機主要用於板材拉延前的塗油工序,由噴槍單元、供油及油液保溫單元(yuán)、噴射(shè)供氣單元、板料輸送單元、油霧收集單元、電氣控(kòng)製單元(yuán)及機身等組成。塗油(yóu)機具有行走機構,在不需要塗油時可(kě)以(yǐ)移動離線。噴嘴采用數字(zì)化控(kòng)製,保證(zhèng)板料上油(yóu)膜位置的準確和油膜厚度的(de)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待噴射狀態,油液(yè)溫度恒定,保證噴射效果。
(7)板料(liào)對中台
為了保證板料被準確地放置在模(mó)具內,在機器人拾(shí)取板料(liào)前需(xū)要對板料進行對(duì)中。常用的對中台有(yǒu)重力對中台、機械對(duì)中台及光學對中台三種。
1)重力對中台
板料在裝滿滾珠的斜麵上(shàng)依靠重力自由滑向一角進行定位,台上具有板料到位檢(jiǎn)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(tú)油機的自動線(xiàn)。
2)機械對中台
板料依靠磁(cí)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(jīng)確定位(wèi)。所有打料器的位置可示(shì)教編程,對中台具有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),可采用(yòng)雙中心設計,以滿足同時處理一模兩件(jiàn)或(huò)雙模雙件的要求。台上具有板料到位(wèi)檢測及(jí)雙料檢測。
3)光學對中台(tái)
這是近幾年發展的技術,其原理是利用拍照獲得的板料(liào)位置圖像經視頻處理軟件後自動調整(zhěng)機器人(rén)的軌跡,從而既(jì)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(xué)對(duì)中台本質上是一個(gè)具有板料到位檢測及雙料檢測的磁性皮(pí)帶機(jī),相比機械對中台,光學對中台能夠顯著降低(dī)成本。
(8)機器(qì)人(rén)七軸與端拾器(qì)
標準六軸機器人用(yòng)於衝壓生產能(néng)夠達到8件/min的生產節拍,為了進一步提高生產率,近年來機器人製造廠(chǎng)家與係統集成商紛紛研發附加七軸。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(gāo)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(zhuān)用機械手高速線一較高(gāo)下。
(9)線尾碼垛係統
自動化衝壓線(xiàn)的生產節拍能夠超過10件/min,這時線(xiàn)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(chǎn)出,需要先對衝壓件成品進行分流(liú),然後由人工或機器(qì)人將其碼入料架(jià),zui後由鏟車將料架運走。

自動化衝壓生產線