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,一般適用於產量要求較大且品類眾多的小(xiǎo)型衝壓件。
二、多機連線機器人
一(yī)般適用於外觀和成形性要求較高的大型衝(chōng)壓件(汽車零部件等)。
三、機器(qì)人衝壓自動化(huà)生產線的一般構成
典型的機器人衝壓自動化生產線包含以下部(bù)分:機器人、電(diàn)控係統、拆垛裝置、過渡皮帶、板(bǎn)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(duān)拾(shí)器。具體(tǐ)布置方式可以根據生產車間的麵積進行調整,如拆垛車的開出方式既可(kě)以與衝壓線平行也可以與衝壓線垂直。
1. 衝壓機器人
衝壓生(shēng)產用機器人除了要求負載大、運行軌跡精確及性能穩(wěn)定可靠等搬運機器人所共有的特性,還要滿足頻繁起/製(zhì)動、作業(yè)範圍大(dà)、工(gōng)件尺寸及回轉麵積大(dà)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加大了電動機功率(lǜ)及減速機(jī)規格,加長了手(shǒu)臂,並廣泛(fàn)采用棚架式安裝結構。
2. 機器人(rén)衝壓自動化線控(kòng)製係(xì)統
機器人衝壓自動化係(xì)統需要(yào)集成壓力機、機器人、拆垛機、清洗機、塗油機、對中台、雙料檢測裝置、視覺識別係統、各種(zhǒng)皮帶、同步控製係統、安全防護係統及大屏幕顯示,並具有(yǒu)無縫集成(chéng)進工廠MES係統的能力。為了把如此多的智能控(kòng)製係統有效集成,一般采用以(yǐ)太網與(yǔ)工業現場總線二級網(wǎng)絡係(xì)統,其中現場總線係統可能同時(shí)搭載安全總線。

3. 拆垛係統
目前常見的拆(chāi)垛係統有三種,分別是專用拆垛機/機器人(rén)+拆垛小車/桁架(jià)式機械手+拆垛小車。
(1)專用拆垛機
其結構特點是垛(duǒ)料放置在可移動液壓升降台(tái)車上;垛料高度依靠與(yǔ)光電傳感器與液壓係(xì)統(tǒng)控製,保持恒定;磁力分張器依靠氣動或電動驅動自動貼(tiē)近垛料;采用氣缸驅動、矩陣布置的真空吸盤組進行(háng)拆垛,真空吸盤(pán)組垂直(zhí)運動;拆成單張的板料采用磁性皮帶傳輸。
(2)機器(qì)人(rén)+拆垛小車
其結構特點是垛料放置在可移動的拆垛(duǒ)小車上;垛料高度不控(kòng)製(zhì),拆垛時依靠(kào)計算的板料厚度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,支架可平移並具有多個可(kě)自由旋(xuán)轉的調整關節,更換垛料時人工將(jiāng)磁力分張(zhāng)器靠在垛料周邊;拆(chāi)垛用真(zhēn)空吸盤組及雙(shuāng)料檢測傳感(gǎn)器安裝在機器(qì)人(rén)端拾器上;拆成單張的板料由機器人放置在(zài)可伸縮過(guò)渡皮帶上進(jìn)行傳輸(shū)。
(3)桁架式機械手+拆垛小車
其結構特(tè)點是垛料放置在可移動的拆垛小(xiǎo)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械手吸料(liào)高度(dù);磁力分張器支架安裝在拆(chāi)垛小車上,支架可平移並具有(yǒu)多個可自由旋轉的調整(zhěng)關節,更換垛料時人工將磁力分張器靠在垛料周邊(biān);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(shí)器上;拆成單張的板料由機械手放置在可伸縮過(guò)渡皮帶(dài)上進行傳輸。
(4)可伸縮皮帶機
可(kě)伸縮皮(pí)帶(dài)機(jī)用於拆(chāi)垛完成後單張板料的(de)傳輸,它可以為板料提供穿過清洗機所需(xū)的移動速度。皮帶機(jī)的速度一般為變頻控(kòng)製,以保證與後續清洗機、塗油機的同步。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。
(5)板料(liào)清洗機
可伸縮皮帶機用於拆(chāi)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。皮帶機的(de)速(sù)度一般為變頻控(kòng)製,以保證(zhèng)與後續清洗機、塗油機的同步。皮帶長度可(kě)調(diào)整,以填補不進行板(bǎn)料清洗、清(qīng)洗機離線時的空間。
隨著客戶對汽車表(biǎo)麵(miàn)質量的要求越來越高,在衝壓成形前對覆蓋件板料進行清洗已經(jīng)成為汽車廠的標準工藝。根據產量大小(xiǎo),板料清洗可以分為在線清洗和離(lí)線清洗兩種工藝:離線清(qīng)洗適(shì)用於投產初期,單車(chē)型產量較低的企業,一條板料清洗線可以(yǐ)供應2~3條衝壓線,離線清洗機的規格一般寬度為2m;在線清洗適用於(yú)批量較大的企業,為適應轎車整體側圍(wéi)的尺寸,在線清(qīng)洗機的規格一般寬度為4.2m。
清洗機(jī)由引(yǐn)料(liào)輥、毛刷輥及擠幹輥組合的輥係(xì),動力及傳動係統、液壓(yā)調整機構,清洗過濾係統,集束(shù)噴管(guǎn)組件,油霧收集器,潤滑係統,行走機構,以(yǐ)及(jí)電(diàn)氣控製係統等組成。主要用於標準(zhǔn)板材、未塗層、鍍(dù)鋅板以及鋁板等板料、卷(juàn)料的清洗。清洗機具有自行走機構,在(zài)不(bú)需(xū)要(yào)清洗工序(xù)時,整(zhěng)機可沿地麵軌道(dào)開出。
引(yǐn)料輥、毛刷輥、擠幹輥各自具有獨立的(de)壓力調整與變(biàn)頻(pín)驅動機構,通過精確調整壓力(lì)與速度,可(kě)以保證磨損(sǔn)、維修(xiū)後的輥係與生產線保(bǎo)持同步。擠幹輥采用無紡布層壓布輥,以提供良好的擠幹和張緊性能,並具有(yǒu)防擦傷(shāng)和自愈功能。清洗油箱具有加熱係統,可以使清洗(xǐ)介質在不同環境(jìng)溫度(dù)下使用(yòng)並達到zui佳塗油效果。電氣係統采用具有現場總線通信功能的(de)PLC控製,通過觸摸屏人機界麵可以進(jìn)行參數設(shè)定、故障(zhàng)診斷。

(6)板料塗油機
為了保證板料在較高速度下拉(lā)延成形(xíng)時的(de)質量,在衝壓(yā)成形前對板料進行(háng)局部塗抹拉延油是(shì)汽車(chē)廠常用的工藝手段,適用於自動化衝壓線的塗油機(jī)。
塗油機主要用於板材拉延前的塗油(yóu)工序,由噴槍單元、供(gòng)油及油液保溫單元、噴射供氣單元、板(bǎn)料輸送單元、油霧收集(jí)單(dān)元、電氣控製單元及機身等組成。塗油機具有行(háng)走機構,在(zài)不需要塗油時可以移動離(lí)線(xiàn)。噴嘴采用數字化控製,保證(zhèng)板料(liào)上油膜(mó)位置(zhì)的準確和油膜厚度的均勻。不管環(huán)境溫度如何變化,供(gòng)油及油液保溫單元均處於等待噴射狀態,油液溫(wēn)度恒定,保(bǎo)證噴(pēn)射效果。
(7)板料對中台
為了保證板料被準確地放置在模具(jù)內,在機器人拾取板料前需要對(duì)板(bǎn)料進行對中。常用的對中台有重力對中台、機械對中台及光學對中台三種(zhǒng)。
1)重力對中台
板(bǎn)料在裝滿滾珠的斜麵上依靠重力自由滑向一角進行定位,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接(jiē)放置板料(liào),不適用於具有清洗機、塗油機的自動線。
2)機(jī)械對中台
板料依靠磁性皮袋(dài)移動至擋塊,再由另外三(sān)側的氣(qì)缸驅(qū)動打料器向中心推(tuī),從而實現精確定位(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(jí)雙(shuāng)料檢測。機械對中(zhōng)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,以滿足同時處理(lǐ)一模兩件或雙模雙(shuāng)件的要求(qiú)。台上具有(yǒu)板料到(dào)位檢測及雙料檢測。
3)光學對中台
這是近幾(jǐ)年發展的技術,其原理是利用拍照獲得的(de)板料(liào)位置圖像經視頻處理軟件後(hòu)自動(dòng)調整機器人的軌跡(jì),從而既滿足zui終將板料精確置入模具內的要求,又避免(miǎn)了機械對中台的(de)複雜機構。光學對中台本質上是(shì)一(yī)個具(jù)有板料到位檢測及雙料檢測的磁性皮帶機,相比機械對中台,光學對中台能夠顯著降低(dī)成本(běn)。
(8)機器人七軸與端拾器
標準六軸機器人用於衝壓生產能夠達到8件/min的生產節拍,為了進(jìn)一步提高生產率(lǜ),近年來機器人(rén)製造(zào)廠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(dòng)化生產線的生(shēng)產節拍可以進一步提高到12件/min,使得機器人自(zì)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)線尾碼垛係(xì)統
自動化衝壓線的生產節拍能夠超(chāo)過10件/min,這時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,需要先對衝壓件成品進行分流,然後由人工或機器人將(jiāng)其碼入料架,zui後由鏟車將料架運走。

自(zì)動化衝壓生產線