一、多(duō)機連線機械手
分為多機滑塊同步模式(shì)及滑塊自由模式,一般(bān)適用於產量要(yào)求(qiú)較大且品類眾多的小型衝壓件。
二、多機連線(xiàn)機器人
一般適用(yòng)於外觀和成形性要求(qiú)較高的大(dà)型衝壓件(汽車(chē)零部件等)。
三、機器人衝(chōng)壓自動化(huà)生產線的一(yī)般構成
典型(xíng)的機器人衝壓自動化生(shēng)產線包(bāo)含以下部分:機器人、電控係統、拆垛裝置、過(guò)渡皮帶、板料(liào)清洗機、板料塗油(yóu)機、對中台(tái)、線尾碼垛係統、安全(quán)防護係統及機器人端拾器。具體布(bù)置方式可(kě)以根據生產車(chē)間的麵積進行調整,如拆垛車的開出方式既可以與衝壓線平(píng)行也可以與(yǔ)衝壓線垂直。
1. 衝壓機器人
衝壓生產用機器人除了要求負載大、運行軌跡精確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、工件尺寸及(jí)回轉麵積(jī)大等特點。各個(gè)生產廠家的衝壓機器人都在普通搬運機器人的基礎上加(jiā)大了電動機功率及減速機規格,加長了手臂,並廣泛采(cǎi)用棚(péng)架式安裝結構。
2. 機器(qì)人衝壓自動化線控製係統
機器人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(jī)、對(duì)中台(tái)、雙料檢測裝置(zhì)、視覺識別係統、各種皮帶、同步(bù)控製係統(tǒng)、安全防護係統及大(dà)屏幕顯示,並具有無縫集(jí)成進工(gōng)廠MES係統的能力。為了把如此多的智能控製係統有效集成,一般采用以太網與工業現場總線二級網絡係統,其中現場總線(xiàn)係統(tǒng)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(yǒu)三種,分別(bié)是專用拆(chāi)垛機/機器人+拆垛小車/桁架式機械手(shǒu)+拆垛小車。
(1)專用拆垛機
其結構特點是垛料放置在可移動液壓升降台車上;垛料高度依靠與光電傳感器與液壓係統控製,保持恒定(dìng);磁力分張器依靠(kào)氣動或(huò)電動驅動自動貼近垛料;采(cǎi)用氣(qì)缸驅動、矩陣布(bù)置的真空吸盤組進行拆垛(duǒ),真空吸盤組垂直運(yùn)動;拆成單張的板料采用磁性(xìng)皮帶傳輸。
(2)機器人+拆垛小車
其結構特(tè)點是垛料放置在可移動的拆垛(duǒ)小車上(shàng);垛料高度不控製,拆垛時依靠(kào)計算的板料厚度自動調整機(jī)器人吸料(liào)高度;磁力分張器支(zhī)架安裝在拆垛小車上(shàng),支架可平移並具有多個可自由旋轉(zhuǎn)的調整(zhěng)關(guān)節,更換垛料時(shí)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檢測傳感器安裝在機器人端拾器上;拆成單(dān)張的(de)板料由機器人放(fàng)置(zhì)在可伸縮過渡皮帶上進行傳輸。
(3)桁架式機械手+拆垛小車(chē)
其結構特點是垛料放置(zhì)在可移動的拆垛小車上;垛料高度不控製,拆垛時依靠計(jì)算的(de)板料厚度自動調整機械手吸(xī)料高度;磁力分(fèn)張器支架安裝(zhuāng)在拆垛(duǒ)小(xiǎo)車(chē)上,支架(jià)可平移並具有多個可自由旋轉的調(diào)整關節,更換垛料時人工將磁力(lì)分張器(qì)靠在垛料周邊;拆(chāi)垛用真空吸盤組及雙料檢測傳感器安裝在桁架式機械手(shǒu)端拾(shí)器上;拆成單張的板料由機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(pí)帶機用於拆垛(duǒ)完成後單張板料的(de)傳輸,它可以為板料提(tí)供穿過清洗機所需的移動(dòng)速(sù)度。皮帶機的速度一般為變頻控製(zhì),以保證與後續清洗機、塗(tú)油(yóu)機的同步。皮帶長度可調整,以填補不進(jìn)行板料清洗、清洗機離線時(shí)的空間。
(5)板料清洗(xǐ)機
可伸縮皮帶機用於拆垛(duǒ)完成後單張板料(liào)的傳輸,它可以為板料提供穿過清洗機所需的移動(dòng)速度(dù)。皮帶機的速度一(yī)般為變(biàn)頻控製,以保證與後續清洗(xǐ)機、塗油機的同步。皮帶長度可(kě)調整,以填(tián)補(bǔ)不進(jìn)行(háng)板料(liào)清洗、清洗機離(lí)線時的空間。
隨著客戶對汽車表(biǎo)麵質量的要求(qiú)越來(lái)越高,在衝壓成形前對覆蓋件板料進行清洗已經成為汽車廠(chǎng)的(de)標準(zhǔn)工藝。根據產量大小,板料清洗可以分為在(zài)線清洗和離線清洗兩種工藝:離(lí)線清洗適(shì)用於投產初期,單車(chē)型產(chǎn)量(liàng)較低的企(qǐ)業,一條板料清洗線可以供(gòng)應2~3條衝壓線,離線清洗機的規格一般寬度為2m;在(zài)線清洗適(shì)用於批量較大的企業,為適應(yīng)轎(jiào)車整體側圍(wéi)的尺寸,在線清洗(xǐ)機的規(guī)格一般寬度(dù)為4.2m。
清洗機由(yóu)引料輥、毛刷輥及擠幹輥組合的輥係,動力及(jí)傳動係統、液(yè)壓調整(zhěng)機構,清洗過濾係統,集束噴管組件,油霧收集器,潤滑係(xì)統,行走機構,以及電氣控製係(xì)統等(děng)組成。主要用於標準板材、未塗層、鍍鋅板以及鋁板等板料、卷(juàn)料的清洗。清洗(xǐ)機(jī)具有自行走(zǒu)機構,在不(bú)需要清洗工序時,整機(jī)可沿地麵軌道(dào)開出。
引料輥、毛刷輥、擠幹輥(gǔn)各自(zì)具有獨立的壓(yā)力調整與變頻驅動機構,通過精確調整壓力(lì)與速度,可以(yǐ)保證磨損、維修後(hòu)的輥(gǔn)係與生產線保持同步(bù)。擠幹輥(gǔn)采(cǎi)用無紡布層壓布輥,以提供良好的擠幹和張緊性能,並具有防擦傷(shāng)和自愈功能(néng)。清洗油箱具有(yǒu)加熱係統,可(kě)以使清洗介(jiè)質(zhì)在不(bú)同環境溫度下使用並達到zui佳塗油效果。電氣係統采用具有現(xiàn)場總線通信功能(néng)的(de)PLC控製(zhì),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(wéi)了保證板料在較高速度下(xià)拉延成形時的質量,在衝壓成形前(qián)對板料進行局部塗抹拉延油是汽車廠常用的(de)工藝手段(duàn),適用於自動(dòng)化衝壓線的塗油機。
塗油機(jī)主(zhǔ)要用於(yú)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(dān)元、油霧收集單元、電氣控製單元及機身等組成。塗油機(jī)具有(yǒu)行走機構(gòu),在不需要塗油時可以移(yí)動離線。噴嘴采用數字化控製,保證板料上(shàng)油膜位置的準確和油膜厚度的(de)均勻。不管環境(jìng)溫度如(rú)何變化,供油及油液保溫單元均處於(yú)等待噴射狀態,油液溫度恒定,保證噴射(shè)效果(guǒ)。
(7)板料對中台
為了保證板料被(bèi)準確地放置在模具內,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、機械對中(zhōng)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(chóng)力自由滑向一角進行定位(wèi),台(tái)上具(jù)有板(bǎn)料到位檢測(cè)及雙料檢測。重力對中台適用於機器人直接放置板料,不(bú)適用於具(jù)有清洗機、塗(tú)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心推,從而實現精確定(dìng)位。所有打料器的位置可示教編程,對中台具有板(bǎn)料到位檢測及雙料檢測。機械對中(zhōng)台能夠滿足各種異性料的(de)高速對中。另外,可采用雙(shuāng)中(zhōng)心(xīn)設計,以滿足同時處理一模兩件或雙模雙件的要求。台上具有板料到位(wèi)檢測及雙料檢測。
3)光學對中台(tái)
這是近幾年發展的技術,其原理是(shì)利用拍(pāi)照(zhào)獲(huò)得的板料位(wèi)置圖(tú)像經視頻處理軟件後(hòu)自動(dòng)調整機器人的(de)軌跡,從而既滿足zui終將板料精確置入模具內(nèi)的要求,又避免了機械對中(zhōng)台的複雜機構。光學對中台本質上是一(yī)個具有板料到位檢(jiǎn)測及(jí)雙料檢測的磁性皮帶機,相比機械對中台,光學對中台能夠(gòu)顯著降低成本。
(8)機器(qì)人七軸(zhóu)與端(duān)拾器
標準(zhǔn)六軸機器人用於衝壓生產能夠達到8件/min的生產節(jiē)拍,為了(le)進一步提高生產率,近年來機器人製造廠家與係統(tǒng)集成商紛紛研發附加七軸。采用七軸後,機器人衝(chōng)壓(yā)自動化生產線(xiàn)的生產節拍可以(yǐ)進一步提高(gāo)到12件/min,使得機器人自動化衝(chōng)壓線的生產率能夠與昂貴的專用機械(xiè)手高速線一較(jiào)高下。
(9)線尾碼(mǎ)垛係統
自動化衝壓(yā)線的生產節拍能夠超過10件/min,這時線尾碼垛工位(wèi)的負荷(hé)就超過勞動極(jí)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(hòu)由人工或機器人將其碼入料架,zui後由鏟(chǎn)車將料(liào)架運走。

自動(dòng)化衝壓(yā)生產線