一、多機連線機械(xiè)手
分為多機滑塊同步模式及滑塊自由模式,一般適用(yòng)於產量要求較大且品類眾多的小型衝(chōng)壓件(jiàn)。
二、多機(jī)連線機器人
一般適用(yòng)於外觀和成形(xíng)性要求較高(gāo)的大型衝壓件(汽車零部件等)。
三、機器人衝壓自動化生產線的一般構(gòu)成
典型(xíng)的機器人衝壓自動化(huà)生產線包含以下部分:機器人、電控係統、拆垛裝置、過渡皮帶、板料清洗機、板料塗油機(jī)、對中台、線尾(wěi)碼垛係統、安全防護係統及機器人端拾器。具體布(bù)置方式可以根據生產車間的麵積進行調整(zhěng),如(rú)拆垛車的開出方式既可以與衝壓線平(píng)行也可以與衝(chōng)壓線垂直。
1. 衝壓機器人
衝壓生產用機器人除了要求負載大(dà)、運行軌跡精確及性能(néng)穩定可靠等(děng)搬運機器人所共有的特性,還要滿足頻(pín)繁起/製動、作業範圍大、工件尺寸(cùn)及回轉麵積大等特(tè)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加大了電動機功(gōng)率及(jí)減速機規格,加長了手臂,並廣泛采用棚架式安裝結構。
2. 機器人衝壓自動化線控製係統
機(jī)器人衝壓自動化係統需要集成壓力機、機器人、拆垛機、清洗(xǐ)機、塗油機、對中台、雙料檢測裝置、視覺識別係統、各(gè)種皮帶、同步控製係統、安全防護(hù)係統及大屏幕顯示,並具有無縫集成進工廠(chǎng)MES係統的能(néng)力。為了把(bǎ)如此多的智能控製係(xì)統有(yǒu)效(xiào)集成,一般采用以太網與工業現場總線二級網絡(luò)係統(tǒng),其中現場總線係統可能(néng)同時搭載安(ān)全(quán)總線。

3. 拆(chāi)垛係統(tǒng)
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+拆垛小車。
(1)專(zhuān)用拆垛機
其結構特點是垛料放置在可移動(dòng)液壓升降(jiàng)台車上;垛料高度依靠與光電傳感器與液壓係統控製,保持(chí)恒定;磁力分張器依靠氣動或電動驅動自動貼近垛料(liào);采用氣缸驅動(dòng)、矩陣布置的真空(kōng)吸盤組進行拆(chāi)垛,真空吸盤組垂直運動;拆成單張(zhāng)的板料采用(yòng)磁性皮帶傳輸。
(2)機器人+拆(chāi)垛小車(chē)
其(qí)結構特點(diǎn)是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(suàn)的板料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小車上(shàng),支架可(kě)平移並具有多個可(kě)自由旋轉的調整關節,更換垛料時人工將磁力(lì)分張器靠在垛料周邊;拆(chāi)垛用(yòng)真空吸盤組及(jí)雙料檢測傳感(gǎn)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(zhì)在(zài)可伸縮過渡皮帶(dài)上進行傳輸。
(3)桁架式機械手+拆垛小車(chē)
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(shí)依靠計算的板料厚度自動調整(zhěng)機械手吸料高度;磁力分張器支架安裝在拆垛小車上,支架可平(píng)移並具有多(duō)個可自由旋轉的(de)調整關節,更換垛料時人工將磁力分張器靠在垛料(liào)周邊;拆垛用真空吸盤組及雙料檢測傳感器安裝在桁架式機械手端拾器(qì)上;拆成單張的板料由機械手放置在可伸縮過(guò)渡皮(pí)帶上進(jìn)行傳輸。
(4)可伸縮皮帶機
可伸縮皮帶機用於拆垛(duǒ)完(wán)成後單張板料的(de)傳輸,它可以為(wéi)板料提供穿過清洗機所需的移動速(sù)度。皮帶機的速度一般為變頻控製,以保(bǎo)證與(yǔ)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(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(wán)成後單張板料(liào)的傳輸,它可以為板料提供穿過清洗機(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、塗油機的同步。皮帶長度可(kě)調整,以填補不(bú)進行板料清洗、清(qīng)洗機離線時的空間。
隨著客戶對汽車表(biǎo)麵質量(liàng)的要求越來越高,在衝壓(yā)成形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(xǐ)兩種工藝:離線清(qīng)洗適用於投產初期,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,離線清洗機(jī)的規格一般寬度為2m;在線清洗適用於批量較大的企業,為適應轎(jiào)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(jī)由(yóu)引料輥、毛(máo)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(qīng)洗過濾係統,集束噴管組件,油霧收集(jí)器,潤(rùn)滑係統,行走(zǒu)機構,以及電氣控(kòng)製係統等組成。主要用(yòng)於標準板材、未塗層、鍍鋅板以及鋁板等板料、卷料(liào)的清洗。清洗(xǐ)機(jī)具有自行走機構,在不需要清洗工序時,整機可沿地麵軌道開出。
引料輥、毛刷輥、擠幹輥各自(zì)具有獨立的壓(yā)力(lì)調整與變頻驅動(dòng)機構,通過精(jīng)確(què)調整壓(yā)力與速度,可以保證磨損、維修後的(de)輥係與生產線保持同步。擠幹輥采用無紡布層壓布輥,以提供良好(hǎo)的擠幹和張(zhāng)緊(jǐn)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(dá)到zui佳塗油效果。電氣係統采用具有現場總線通信功能的PLC控(kòng)製,通過觸摸屏人機界麵可以進行參數設(shè)定、故障診斷。

(6)板料(liào)塗(tú)油機
為了保證板料在較(jiào)高速度下拉延成形時的質量,在衝壓成形(xíng)前對板料進行局(jú)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。
塗油機主(zhǔ)要用於板材拉延前的塗油工序,由噴槍單元、供油及油液保(bǎo)溫單元、噴(pēn)射供氣(qì)單元、板料輸送單元、油霧收集單元、電(diàn)氣控製單元及機身等組成。塗油機具有行走機構(gòu),在不需要塗油時(shí)可以移動離線。噴(pēn)嘴采用數字化(huà)控製,保證板料上油膜位置的準確(què)和油膜厚度(dù)的均勻。不管環境溫度如何變(biàn)化,供油及油液保溫單元均處於等待噴射(shè)狀態,油液溫(wēn)度恒定,保證噴射效果。
(7)板料對中(zhōng)台
為(wéi)了保證板料被準確地放置在模具內(nèi),在機器(qì)人拾(shí)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(duì)中台及光(guāng)學對中台三種(zhǒng)。
1)重力對中台
板料(liào)在裝滿滾(gǔn)珠的斜麵上依靠重力自由滑向一角(jiǎo)進行定位,台上具有板(bǎn)料到位檢測及雙料檢測。重力對中台(tái)適用於機(jī)器(qì)人直接放置板料,不(bú)適(shì)用於具有清洗機、塗油機(jī)的自動線。
2)機械對中台
板料依靠磁性皮袋移動至(zhì)擋塊,再由另外三側的(de)氣缸驅動打料器向中心推,從而(ér)實現精確定位。所有(yǒu)打料器的位置可(kě)示(shì)教編程(chéng),對中台具(jù)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(liào)的(de)高(gāo)速對中。另外(wài),可采用雙(shuāng)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(bǎn)料到(dào)位檢測及雙料檢測。
3)光學對中台
這是近幾年發展的技術,其原理是利用拍照獲得的(de)板料位(wèi)置圖像經視頻處(chù)理(lǐ)軟件後(hòu)自動調整機(jī)器人的軌跡,從而既滿足zui終(zhōng)將板料精確置入模具內的要求,又避免了機械對中台的(de)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)檢測的(de)磁性皮帶機,相(xiàng)比機(jī)械對(duì)中台,光學對(duì)中台能夠顯著(zhe)降低成本。
(8)機器人七軸與端(duān)拾器
標準六軸機器人用於衝壓生產能夠達到8件/min的生產節拍,為了進一步提(tí)高生產率(lǜ),近年來機器(qì)人製造廠(chǎng)家與係統集成商紛紛(fēn)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(chǎn)節(jiē)拍可以進一步提高到12件(jiàn)/min,使得機器人自動化衝壓線的生產率能夠與昂(áng)貴的專用機械手高速線(xiàn)一較高(gāo)下。
(9)線尾碼垛係統
自動化衝壓線的生產節拍(pāi)能夠超過10件/min,這時線尾碼垛工位的負荷就超過勞動極限(xiàn),為了適應這種高節奏的產出(chū),需要先對衝壓件成品進行分流,然後由人(rén)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