一、多機連線機械手
分為(wéi)多機滑塊同步模式及滑塊自由模式,一般適用於產(chǎn)量要求較大且品類眾多的小型衝壓件。
二、多機連線機器人
一般適用於(yú)外觀和成形性(xìng)要求(qiú)較高的大型衝壓件(汽車零部件等)。
三、機(jī)器人衝壓自(zì)動化生產線的一般構成
典型的機器人衝壓(yā)自(zì)動化生產線包含(hán)以下部分:機器人、電控係統、拆垛裝置(zhì)、過渡皮帶、板料清洗機、板料塗(tú)油(yóu)機、對中(zhōng)台、線尾碼垛係統(tǒng)、安(ān)全防護係統及機器人端(duān)拾器。具體布(bù)置方式可以根據生產車間的麵積進行調(diào)整,如(rú)拆垛車的開出方式既可以與衝壓線平行(háng)也(yě)可以與衝壓(yā)線垂直。
1. 衝壓機器人
衝(chōng)壓生產用機(jī)器人除了(le)要求負載大、運行軌跡(jì)精確(què)及性能穩定可靠等搬運機器人所共有的特性,還要滿足頻繁起/製動、作業範圍大、工(gōng)件尺寸及回(huí)轉麵積大等特點。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大了(le)電動(dòng)機(jī)功率及(jí)減速機規格,加(jiā)長了手(shǒu)臂,並廣泛采用棚架式安裝結構。
2. 機器(qì)人衝壓自動化(huà)線控製係統
機(jī)器人衝壓自動化係統需要集成壓力機、機器人、拆垛機(jī)、清洗機、塗油機、對中台(tái)、雙料檢測裝置(zhì)、視覺識別係統、各種皮帶、同步控製係(xì)統、安全防護係統及大屏幕顯示,並具有無縫集成(chéng)進工廠MES係統的能力。為了把如此多的智能控製係統有(yǒu)效集成,一般采用以太網與工業現場總線二級網絡(luò)係統,其中現(xiàn)場總線(xiàn)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,分別是專用拆垛機/機器人+拆垛小車/桁架式機械手+拆垛(duǒ)小車。
(1)專用(yòng)拆垛機
其結構特點是垛料放置(zhì)在可移動液壓升降台車上;垛(duǒ)料(liào)高度依靠與光電傳(chuán)感器與液壓係統控製,保持恒定;磁力分張器依靠氣動(dòng)或電動驅動自動貼近垛料;采用氣缸驅動、矩陣布置(zhì)的(de)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性皮帶傳輸。
(2)機器人+拆垛小車
其結構特點是垛料(liào)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自動調整機器人吸料(liào)高度;磁力分張器支架安裝在拆垛小(xiǎo)車上,支架可平移(yí)並具有(yǒu)多個可自由(yóu)旋轉的(de)調整關節,更換垛料時人工將磁力(lì)分(fèn)張器靠在垛料(liào)周邊;拆垛用真空吸盤組及雙料檢測(cè)傳(chuán)感器安裝在機器人端拾器上;拆成(chéng)單張的板料由機器人放置在可伸縮過渡皮帶上(shàng)進行傳輸。
(3)桁架式機械手+拆垛小車
其結構特點是垛料放置在可(kě)移動的拆垛小車上;垛料高度不控(kòng)製,拆垛時依靠計算的板料(liào)厚度自動調整機械手吸料高(gāo)度;磁(cí)力分張器(qì)支架安裝在拆垛小車上,支架可平移並具有(yǒu)多個可自由旋轉的調整關(guān)節,更換垛(duǒ)料時人工將磁力分張器靠在垛料周邊;拆垛用真空吸盤組及雙(shuāng)料檢測傳感器安裝在桁(héng)架式機械手端拾器上;拆成(chéng)單張(zhāng)的板料(liào)由機械手放置在可伸縮(suō)過(guò)渡皮帶上進行傳輸。
(4)可伸縮皮帶機
可伸縮皮(pí)帶機用於拆垛完(wán)成(chéng)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動速度。皮帶機的速度一般為變頻(pín)控製,以保證與後續清洗機、塗油機(jī)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。
(5)板(bǎn)料清洗機
可伸縮皮帶機用於拆(chāi)垛(duǒ)完成後單張板料的傳輸(shū),它可以為板料(liào)提供穿過清洗機(jī)所需的移動速度。皮(pí)帶機的速度一般為變頻控製,以保證與(yǔ)後續清(qīng)洗機、塗(tú)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(shí)的空間。
隨著客戶對(duì)汽(qì)車表麵質量的要(yào)求越來越高,在衝壓成形前對覆蓋(gài)件板料進行清洗已經(jīng)成為汽車(chē)廠的標準工(gōng)藝。根據產量大小,板料清洗(xǐ)可以分為在線清洗和離線清洗兩種工(gōng)藝:離線清洗(xǐ)適用(yòng)於投(tóu)產初期,單車型產量較低的企業,一條板料清洗線可以供應2~3條衝壓線,離(lí)線清洗機的規格一(yī)般寬度為2m;在線清洗(xǐ)適用(yòng)於批(pī)量較大的企業,為適應轎(jiào)車整體側(cè)圍的尺寸,在線清洗機(jī)的規格一般寬度為4.2m。
清洗機由引料輥、毛刷輥(gǔn)及擠幹輥組合的輥係,動力及傳動係統、液壓調整機構,清洗過濾係統,集束噴管組(zǔ)件,油霧收集器,潤滑係統,行(háng)走機構,以及電氣控製係統等組成。主要用(yòng)於標準板材、未塗層、鍍鋅板以及鋁板等(děng)板料、卷料的清洗。清洗機具有自行走機構,在不需要清洗工序時,整機可沿(yán)地麵軌道開出。
引料(liào)輥、毛刷輥、擠(jǐ)幹(gàn)輥(gǔn)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(yǐ)保證磨損、維修後的輥係與生產線保持同步。擠幹(gàn)輥采(cǎi)用無紡布層壓布輥,以提(tí)供良好的擠(jǐ)幹和(hé)張緊性能,並具有防擦傷(shāng)和自愈功能。清洗油箱具有加(jiā)熱係統,可以使清洗介質在不同環境溫度(dù)下使用並達到zui佳塗油效果。電氣係(xì)統采用具有現場總線通信功能的PLC控製,通過觸摸屏人機界(jiè)麵可以進行參數設定、故障(zhàng)診斷(duàn)。

(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,在衝壓成形前對板料進行局部塗抹拉延油是汽車廠常用的工藝手段,適用於自動化(huà)衝(chōng)壓(yā)線的塗油(yóu)機。
塗油機主要用於板材拉延前的(de)塗油(yóu)工序,由噴槍單元、供油(yóu)及油液保溫單元(yuán)、噴射供氣單元、板(bǎn)料輸送單(dān)元、油霧收(shōu)集單元、電氣控製單元(yuán)及機身等(děng)組成。塗油機具有行走機構,在不需要塗油時可(kě)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和油膜厚度的均勻。不管環境溫(wēn)度如何變化,供油及油(yóu)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(duì)中台
為了保證板料被準確地放置(zhì)在模具內,在機(jī)器人拾取板料(liào)前需要對板(bǎn)料進行對中。常(cháng)用的對中台有重力(lì)對中台、機械對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依靠重力自(zì)由滑向一角進行定(dìng)位(wèi),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(fàng)置板料,不適用於具(jù)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料器向中心推,從而實現(xiàn)精確定位。所有打料器的(de)位置可(kě)示教編程,對中台具有(yǒu)板料到位檢測及雙料檢測。機械對中台能夠滿(mǎn)足各種異性料的高速對中。另(lìng)外,可采用雙中心設計,以(yǐ)滿足同時處理一模兩件或雙模雙(shuāng)件的要求。台上具有板料到位(wèi)檢測及雙料檢測。
3)光學對中台
這是近幾年發展的技術,其原理是(shì)利用拍照獲得的板料位置圖像經視頻處理軟件(jiàn)後自動調整機器人的軌跡(jì),從(cóng)而既滿足zui終將板料精(jīng)確(què)置入模具內的要求,又避(bì)免了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檢測的磁(cí)性皮帶機,相比機械對中台,光學對(duì)中(zhōng)台能夠顯(xiǎn)著降低成(chéng)本。
(8)機器(qì)人七軸與端拾器
標準六軸機器人用於衝壓生產能夠達到8件(jiàn)/min的(de)生產節拍,為(wéi)了(le)進一步提高生產(chǎn)率,近年來機器人(rén)製造廠家與係統集成商紛紛研發附加七軸(zhóu)。采用七軸後,機器人衝壓自(zì)動化生產線(xiàn)的生產(chǎn)節拍可(kě)以進一步提高到12件/min,使得機器人自動化(huà)衝壓線的生產率能夠與昂貴的專用機械手高速線(xiàn)一較高下(xià)。
(9)線尾碼垛係統
自動化衝壓線(xiàn)的生產節拍(pāi)能夠超過10件/min,這時線尾碼垛工位的負荷就超(chāo)過勞動極限,為了適應這種高節奏(zòu)的產出,需要先對衝壓件成品(pǐn)進行分流,然(rán)後由人工或機器人將其碼入料架,zui後由鏟車將料架運走。

自動化衝壓生產線