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(jiào)大(dà)且品類眾多的小型衝壓件。
二(èr)、多機連線機器人
一般適用於外觀和成(chéng)形性要求較(jiào)高的大型衝壓件(汽車零(líng)部件等)。
三、機(jī)器人衝(chōng)壓自動(dòng)化生產線的一般構成
典型的機器(qì)人衝壓(yā)自動化生產線包含以下部分:機器人、電控(kòng)係統(tǒng)、拆垛(duǒ)裝置、過渡皮帶、板料清洗機、板料塗油機、對(duì)中台、線尾碼垛(duǒ)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,如(rú)拆垛車的開(kāi)出方式既可以與衝壓線平行也可(kě)以與衝壓線垂直。
1. 衝壓機器人
衝壓生產用機器人除了要求(qiú)負載大、運行軌跡精確及(jí)性能穩定(dìng)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(wéi)大、工件尺寸及回轉麵積大等(děng)特點。各(gè)個生產(chǎn)廠家的衝壓機器人都在普通(tōng)搬運機(jī)器人的基(jī)礎上加(jiā)大了電動(dòng)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(jié)構。
2. 機器人衝壓自動化線控(kòng)製係(xì)統
機器(qì)人(rén)衝壓自動化係統需要集成壓力機、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(bié)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(shì),並具有無縫集成進工廠MES係統的(de)能力。為了把如此多的智能控製係統有效集成,一般采用以太網(wǎng)與工(gōng)業現場總線二級網(wǎng)絡係統,其中現場總(zǒng)線係統可能同時搭載安全總線。

3. 拆垛係統
目前(qián)常(cháng)見的拆垛(duǒ)係統有三種,分別是專用拆(chāi)垛機/機器人+拆垛小車/桁架式機械手+拆垛小車。
(1)專用拆垛機
其結(jié)構(gòu)特點是垛(duǒ)料放置在可移動液壓(yā)升降台車上;垛料高度依靠與光電傳感器(qì)與液壓係統(tǒng)控製,保持恒定;磁力分張器(qì)依靠氣動或電動驅(qū)動自動貼近垛料;采用氣(qì)缸(gāng)驅動、矩陣布置的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(cí)性皮帶傳輸。
(2)機器人+拆垛小(xiǎo)車
其結構(gòu)特點是垛料放置在可移動的(de)拆垛小車(chē)上;垛料高度不控製,拆垛時依靠(kào)計算的(de)板料厚度自(zì)動調整機器人(rén)吸料高度;磁力(lì)分張器支架安裝在拆垛小(xiǎo)車(chē)上,支架可(kě)平移並具有多個可(kě)自(zì)由旋轉的調整關節,更換垛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料(liào)檢測傳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(guò)渡皮帶上進行傳輸。
(3)桁架式機械手+拆垛小車
其結構特點是(shì)垛(duǒ)料放置在可移動的拆垛小(xiǎo)車(chē)上;垛料高度(dù)不(bú)控製(zhì),拆(chāi)垛時依靠計算的板料厚度自動(dòng)調整機械手吸料高度;磁力分張器支架安裝在拆垛小(xiǎo)車上,支架可平移並具有(yǒu)多個可自由旋轉的調整關節,更換垛料(liào)時人工將磁力(lì)分張器靠在垛料周邊;拆垛用真空吸盤組及(jí)雙料檢測(cè)傳感器安裝在桁架式機械(xiè)手端拾(shí)器上;拆成單張的板料由機(jī)械手放置在可伸縮過渡皮帶上進行傳輸。
(4)可伸縮皮帶機
可伸縮皮帶機(jī)用(yòng)於拆垛完(wán)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。皮帶機的速度一般為變頻控製,以保證與後續清洗機、塗油機的(de)同步。皮帶(dài)長度可調整,以填補不(bú)進行板料清洗、清洗機離線時的空間。
(5)板料清洗機
可伸縮皮帶機(jī)用於拆垛完成後單(dān)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(pí)帶機的速度一般為變頻控製(zhì),以保證與後續(xù)清洗機、塗油機的同步。皮帶長度可調整,以(yǐ)填補不進行板料(liào)清洗(xǐ)、清洗機(jī)離線時的(de)空間。
隨著客戶對汽車表麵質量的要求越來越高,在衝壓成形前對覆(fù)蓋件板料進行清洗(xǐ)已經(jīng)成為汽車(chē)廠的標準工藝(yì)。根據產量大小,板料清洗可以(yǐ)分為在線清洗和離線清洗兩(liǎng)種工藝:離線清洗適(shì)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(qīng)洗機(jī)的規格一般寬度為2m;在線清洗適用於批量較(jiào)大的企業,為適應轎車整體側圍的尺寸,在(zài)線清洗(xǐ)機的規格一般寬度為(wéi)4.2m。
清洗機由引料輥、毛刷輥(gǔn)及擠幹輥組合的輥係(xì),動力(lì)及傳動係統、液壓調整(zhěng)機構(gòu),清洗過濾係統(tǒng),集束噴管組件,油(yóu)霧收集器,潤滑係統,行走機構,以及電(diàn)氣(qì)控製係統(tǒng)等組(zǔ)成。主要用於標準板材(cái)、未(wèi)塗層、鍍鋅板以及鋁板等板(bǎn)料、卷(juàn)料的清洗。清洗機具有自行走機(jī)構,在不(bú)需要清洗工序時,整機可(kě)沿地麵軌(guǐ)道開出。
引料輥、毛刷輥、擠幹輥各自具有獨立的壓力(lì)調整與變頻驅動機構,通過精確(què)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。擠幹輥采用無紡布層壓布輥,以提供良好的擠幹和張緊性(xìng)能(néng),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溫度下使用並達到zui佳塗油(yóu)效果。電氣係統采用具(jù)有現場(chǎng)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
為了保證板料在較高速度下拉延成形時的質量,在衝壓成(chéng)形前對板料進行局部(bù)塗抹拉延油是汽車廠常用的工藝手段,適用於自動(dòng)化衝壓線的塗油機。
塗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、噴射供氣單元、板料輸送單元(yuán)、油霧收集單元、電氣控製單元及機身等組成。塗油(yóu)機具有行走機構,在不(bú)需要塗(tú)油時(shí)可以移動離線。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(de)均勻。不管環境(jìng)溫度(dù)如何(hé)變化,供油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(pēn)射效果。
(7)板料對中台
為了保證(zhèng)板料被準確地放(fàng)置(zhì)在模具內(nèi),在機器人拾取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(jī)械對中台及光學對中台三種(zhǒng)。
1)重力對中台
板料在裝滿滾珠的斜麵上依靠重力自由滑向一角進行定位,台上具有板料到位檢測及雙料檢測。重力對(duì)中台適用於機器人直接放置板料(liào),不適用於具有清(qīng)洗機、塗油機的自動線。
2)機械對中台
板料(liào)依靠磁性皮(pí)袋(dài)移動至擋塊(kuài),再由另外三(sān)側的(de)氣缸驅動打料器向中心(xīn)推,從(cóng)而實現精確定位。所有打(dǎ)料器的位置(zhì)可示教編(biān)程,對中台具有板料(liào)到位檢測及雙料檢測。機械對中台能夠滿足各種(zhǒng)異性(xìng)料的高速對(duì)中(zhōng)。另外,可采用雙中心設計,以滿(mǎn)足同時處理一模兩件或雙(shuāng)模雙件的要求。台上具(jù)有板(bǎn)料到位檢測(cè)及(jí)雙(shuāng)料檢測。
3)光學對中台
這是近幾年發展的技術(shù),其原理是(shì)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(diào)整機器人的軌跡,從而既滿足zui終將板料精確置(zhì)入模具內的要(yào)求,又避免(miǎn)了機械對中台的複雜機構。光學對中台本質(zhì)上是一個具有板料到位檢測及雙(shuāng)料檢測的磁性皮帶(dài)機,相比機械對中台,光學對(duì)中台能夠顯著降低成本。
(8)機器(qì)人七軸與端拾器
標準六軸機器人用於衝(chōng)壓生產能夠達到8件/min的生產節拍,為了進一步提高生產(chǎn)率,近年來機器人製造廠家與係統集成(chéng)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節拍(pāi)可(kě)以進一步提高到(dào)12件(jiàn)/min,使得機(jī)器人自動化衝(chōng)壓線的生產率能夠與昂貴的(de)專用(yòng)機械手高速線一(yī)較高下。
(9)線尾碼垛係統(tǒng)
自動化衝(chōng)壓線的生產節拍(pāi)能夠(gòu)超過10件/min,這時(shí)線尾碼垛工位的負荷就超過勞動極限,為了適應(yīng)這種高節奏的產出,需要先對(duì)衝壓件成品進行分流,然後由人工或機(jī)器人將其碼入料架,zui後(hòu)由鏟車將料(liào)架運走。

自動化衝壓生(shēng)產線(xiàn)