一、多機連線機械手
分為多機滑塊同步模式及滑(huá)塊(kuài)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(yī)般適用於外(wài)觀和(hé)成形性要求較高的大(dà)型(xíng)衝壓件(汽車零部件等)。
三、機器人衝壓自動化生產線的一般(bān)構(gòu)成
典型的機器人衝壓自動化生產線包含以下部分:機器人、電控係統、拆垛裝置、過渡皮帶、板料清(qīng)洗機、板料塗油機、對中(zhōng)台、線尾碼垛係統、安(ān)全防護係統(tǒng)及機器人(rén)端拾(shí)器。具體布置方式可以根據生產車間的麵積進行調整,如拆垛車的開出(chū)方式既可以與衝壓線平行也可以與衝壓線垂直(zhí)。
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(jì)精確及性能穩定可靠等(děng)搬運機器人所共有的特性,還要滿足頻繁(fán)起/製動(dòng)、作業範圍(wéi)大、工件尺寸(cùn)及回轉麵積大等特點。各個生產廠家的衝壓(yā)機器人都在普通(tōng)搬運機器人的基礎上加大了電(diàn)動機功率及減速機規格,加長了手臂,並廣泛采用棚架式安裝結構。
2. 機器人衝壓自(zì)動化(huà)線控製係統
機(jī)器(qì)人衝壓自動化係統需(xū)要(yào)集成壓力機、機器人、拆垛機、清洗機、塗油機、對中(zhōng)台、雙料檢測裝置、視覺識別係統、各種皮帶、同步控製係統、安(ān)全防護係統及大屏幕顯示,並具有(yǒu)無縫集成進工廠MES係(xì)統的能力。為了把如此多的(de)智能控製係(xì)統有效集成,一(yī)般采用(yòng)以太網與工業現場總線二級網絡係統,其中(zhōng)現場總線係統可能同時(shí)搭載安全總線。

3. 拆垛係統
目(mù)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+拆垛小車(chē)。
(1)專用拆垛(duǒ)機
其結構特(tè)點是垛料放置在可移(yí)動液(yè)壓升降台車上;垛料(liào)高度依靠與光電傳(chuán)感器與液壓係(xì)統控製,保持恒定;磁力分張器(qì)依靠氣(qì)動或電動驅動自動貼近垛料;采用(yòng)氣缸(gāng)驅動、矩陣布置的真空吸(xī)盤組(zǔ)進行(háng)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(tè)點是垛料放置在可(kě)移動的拆垛小車上;垛料高度不控製,拆垛時依靠計算(suàn)的(de)板料厚度自動調整機器(qì)人吸料高度;磁力分張器支架安裝在拆垛小車上,支架可平移(yí)並具有多個可自由旋轉的調整關節,更換垛料時人工將磁(cí)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器安裝在機器人端拾器上;拆成單張的板料由機器人放置在可伸縮過(guò)渡皮帶上進行傳輸。
(3)桁架(jià)式機械(xiè)手+拆垛小車
其結構特點是垛料放置在可移動的(de)拆垛小車上;垛料高(gāo)度不控製,拆垛時依(yī)靠計算(suàn)的板料厚度自動調整機械手吸料高度;磁力分張器支架安裝(zhuāng)在(zài)拆(chāi)垛小車上,支架可平移並具有多(duō)個可自由旋轉(zhuǎn)的調整關節,更換垛料時人工將磁力分張器靠在(zài)垛料(liào)周邊;拆(chāi)垛用真(zhēn)空吸盤組及雙料檢測傳(chuán)感器安裝在桁架式機(jī)械手(shǒu)端拾器上;拆成單張的板料由機械手放置(zhì)在可伸縮過渡皮帶上進行傳輸。
(4)可伸縮皮帶機
可伸(shēn)縮皮帶機用於拆垛完(wán)成(chéng)後單張板料的傳輸(shū),它可(kě)以為板料提供穿過清洗(xǐ)機(jī)所需的移動速度(dù)。皮帶機的速度一(yī)般為變頻(pín)控製,以保證與後續清洗機、塗油機的同步(bù)。皮(pí)帶長度可(kě)調整,以填補不進行板料清洗、清洗機離線時的(de)空間。
(5)板料(liào)清洗機
可伸縮皮帶機用於拆垛完成後單張板料的傳輸,它可以為板料提供穿過清洗機所需的移動速度。皮帶機(jī)的速度一般為變頻控製,以保證(zhèng)與後續清洗機、塗油機的同步。皮帶長度可調整,以填(tián)補不進行板料清洗、清(qīng)洗機(jī)離線(xiàn)時的空間。
隨著客戶對汽(qì)車表麵質量的要求(qiú)越來越高,在衝壓成形前對覆(fù)蓋(gài)件板料進行清洗已經成為汽(qì)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(tóu)產初期,單車型產量較低的(de)企業(yè),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(gé)一般寬度為2m;在線清洗適用於批量較大的企業,為(wéi)適應轎車整體側圍的(de)尺寸,在線清(qīng)洗機的規格一(yī)般寬度為(wéi)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(yā)調整機構,清洗過濾係統,集束噴管組件,油霧收(shōu)集器,潤滑係(xì)統,行走機構(gòu),以及電氣(qì)控製係統等組成(chéng)。主要用於標準板材、未塗層、鍍鋅板(bǎn)以及鋁板等(děng)板料、卷料(liào)的清(qīng)洗。清洗機具有自行走機構,在不(bú)需(xū)要清洗工序時,整機可沿地麵軌道開出。
引料輥、毛刷輥、擠幹輥各自具有獨立的壓力(lì)調(diào)整與變頻驅動機構,通過精(jīng)確調整壓力與速度,可以保證磨損、維修後的輥係與生產線保持同步。擠幹輥采用無紡(fǎng)布層(céng)壓布輥,以提供良好的(de)擠(jǐ)幹和張緊性能,並具有防擦(cā)傷(shāng)和自愈功能。清洗油箱具有加熱係統(tǒng),可以使清洗介質在不同環境(jìng)溫度下使用並達到zui佳塗(tú)油效果。電氣係統采(cǎi)用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、故障診斷。

(6)板料塗油機
為了(le)保(bǎo)證板料在較高(gāo)速度下拉(lā)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車廠常用的工藝手段,適用於自動化衝壓線的塗油機。
塗油(yóu)機主要(yào)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、噴射供氣(qì)單元、板料(liào)輸送單元、油霧收集單元、電氣控製單元及機身(shēn)等組成。塗油機(jī)具有行走機構,在不需要塗油時可以移動離線。噴(pēn)嘴采用(yòng)數字化控製,保證(zhèng)板料上油膜位置的準確和油膜(mó)厚度的均勻。不管環境溫度如何變化,供油(yóu)及油液保溫單元均處於等待噴射狀(zhuàng)態,油液溫度恒定,保證噴射效果。
(7)板料對中台
為了保證板(bǎn)料被準確地放置在模具(jù)內,在機(jī)器人(rén)拾取板料前需要對板料進行對中。常(cháng)用的(de)對中台有重力對中台、機械對中台及光學(xué)對中(zhōng)台三(sān)種。
1)重力對(duì)中台
板料在裝滿滾珠的斜麵上依靠重力自由滑向(xiàng)一角進行定位,台上具有板料到位檢測及雙料檢測。重力(lì)對中台適用於機器人直(zhí)接放置板料,不適用於具有清洗機(jī)、塗油機的自動(dòng)線。
2)機械對中台
板料依靠磁性皮袋移動(dòng)至擋塊,再由另外三側的氣缸驅動打料器向中(zhōng)心推,從而實現精(jīng)確定位。所(suǒ)有打料器的位置可示(shì)教編程,對中台(tái)具有板料到位(wèi)檢測及雙(shuāng)料檢測。機械對中台能夠滿足各種異性料的高速對中。另外,可采用雙中心設計,以滿足(zú)同時(shí)處理一模兩件或雙模雙件的要求。台上具有板料到(dào)位檢測及雙料檢測。
3)光學對中台(tái)
這是近幾年發展的技(jì)術,其原(yuán)理是利用拍照獲得的板料位(wèi)置圖像經視頻處(chù)理(lǐ)軟件後(hòu)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(yào)求,又避免了機械對中台的複雜機構。光學對中台本質上是一個具(jù)有板料(liào)到位檢測及雙料檢測的磁性皮帶(dài)機,相比機械對中台,光學(xué)對中台(tái)能夠顯著降低成本。
(8)機器人七軸與(yǔ)端拾器
標準六軸機器人用於衝壓生產能夠達到(dào)8件(jiàn)/min的生(shēng)產節拍,為了進一步提高生(shēng)產(chǎn)率,近(jìn)年來機器人製造廠家與係統集成商紛紛研發附加七軸。采(cǎi)用七(qī)軸後,機(jī)器人衝壓自(zì)動化生產線的生產節拍可以進一步提高到12件/min,使得(dé)機(jī)器(qì)人自動化衝壓線的(de)生產率能夠與昂貴的專用(yòng)機械手高速線一(yī)較高下(xià)。
(9)線尾碼垛係統
自(zì)動化衝壓(yā)線的生產節拍(pāi)能夠超過(guò)10件/min,這時(shí)線尾碼垛(duǒ)工位的負荷就超過勞動極限,為了適應(yīng)這種高節奏的產(chǎn)出,需要先對衝壓件成品進行分流,然後由人工或機器人將其(qí)碼入料架,zui後由鏟(chǎn)車將料架運走。

自動化衝壓生產線