一、多機連線機(jī)械手
分為多機滑(huá)塊同步模(mó)式及滑塊自由模(mó)式,一般適用於產量要求較大且品類眾多的(de)小型衝壓件(jiàn)。
二、多機(jī)連線(xiàn)機器人
一般(bān)適用於外觀和成形性要(yào)求較高的大型衝壓件(汽車零部件等)。
三、機器人(rén)衝壓自動(dòng)化(huà)生產線的一般構成
典型的(de)機器人衝壓自動化生產線包含以(yǐ)下部分:機器人、電控(kòng)係統、拆垛裝置、過渡皮帶、板料清洗機、板料(liào)塗油機、對中台(tái)、線尾碼垛係統、安全防護係(xì)統(tǒng)及機器人端拾(shí)器。具體布(bù)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(kě)以與衝壓線(xiàn)垂(chuí)直。
1. 衝壓機(jī)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(xìng)能穩定可靠等搬運機器人所共有的特性,還要滿足頻(pín)繁起/製(zhì)動、作業範圍大、工件尺寸(cùn)及回轉麵積大等特點。各個生產(chǎn)廠家的衝壓機器人都(dōu)在普通(tōng)搬運機(jī)器人的基礎(chǔ)上(shàng)加大了電(diàn)動機功率及減速機規格,加長了(le)手臂,並廣泛采用棚架式(shì)安裝結構。
2. 機器人衝壓自動化(huà)線控製係統
機(jī)器人衝壓自動化係統需要集成壓力機、機(jī)器人、拆(chāi)垛機(jī)、清洗機、塗油機、對中台、雙料檢測裝置、視覺識別係統、各種皮帶、同步控製係統、安全(quán)防護係統及大屏幕顯示,並具有無縫集成進工廠MES係統的能力。為(wéi)了把如此多的智能控製係統有效集成,一般(bān)采用以太網與工業現場總(zǒng)線二級網絡係統,其中現場總線係統可能同時搭載安(ān)全總線。

3. 拆(chāi)垛係統
目前常見的拆垛係統有三(sān)種,分別是專用拆垛機/機器人+拆垛小(xiǎo)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(zhì)在可移動液壓升降台(tái)車上;垛料高度依靠與光電傳感器與液壓係統控(kòng)製,保持恒定;磁力分張器依靠氣動或電(diàn)動驅動自動貼近垛料;采用氣缸驅動、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(bǎn)料采用磁(cí)性皮帶傳輸。
(2)機(jī)器(qì)人+拆垛小(xiǎo)車
其結構特點是垛料放置在可移(yí)動的拆垛小車上;垛料高度不控製,拆垛(duǒ)時依靠計算的板料厚度自動調整機器人吸料(liào)高度;磁力分張器支架安裝在拆垛小車上,支(zhī)架可平(píng)移並具有(yǒu)多個(gè)可(kě)自由旋轉的調整關節,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(gǎn)器安(ān)裝在機器人端拾器上(shàng);拆成單張的板(bǎn)料由(yóu)機器人放置在可伸縮過渡皮帶上進行傳輸(shū)。
(3)桁架式機械手(shǒu)+拆垛小車
其結構特點是垛料放置在可(kě)移動的拆垛小車上;垛料高度不控製,拆垛時(shí)依靠計算的板料厚度自(zì)動調整機械手(shǒu)吸料高度;磁力分張器支架安裝在拆垛小車(chē)上,支架可平移並具有多個可自由旋轉的調整關節,更換垛料(liào)時人工將(jiāng)磁力分張器靠在垛料周邊(biān);拆垛用真空吸盤組及(jí)雙(shuāng)料檢(jiǎn)測傳感器(qì)安裝在桁架(jià)式機械手端拾器上;拆成單張的板料由機械手放置在(zài)可伸縮過渡皮帶上進行(háng)傳輸。
(4)可伸縮皮帶機
可伸(shēn)縮皮帶機用(yòng)於拆垛完成後單張板料(liào)的(de)傳輸,它可以為板料提供穿過清洗機所需的(de)移動速度(dù)。皮帶機的速度一般為變頻控製,以(yǐ)保證與後續(xù)清洗機、塗油機的同步。皮帶(dài)長度可(kě)調整(zhěng),以填補(bǔ)不進行板料清洗、清洗機離線時的空間。
(5)板料清洗機
可伸縮皮帶機用於拆垛完成後單張板料的傳輸,它可以為板料提供穿(chuān)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(hòu)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、清洗機離線時的空間。
隨著客戶對(duì)汽車表麵質量的要求越來越高,在(zài)衝壓成形前對(duì)覆蓋件板料進(jìn)行清洗(xǐ)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(zài)線清洗和離線清洗兩種工藝:離線清洗適用於投產初期(qī),單車型產量較低的企業(yè),一條板料清洗線可以供應2~3條衝壓線,離(lí)線清洗機的規格一般寬(kuān)度為2m;在線清洗適用於(yú)批量較大的(de)企業,為適應(yīng)轎(jiào)車整體側(cè)圍的尺寸,在線(xiàn)清洗機的規格(gé)一般寬度為4.2m。
清(qīng)洗機由引料(liào)輥(gǔn)、毛刷輥及擠幹輥組合的輥係,動力及傳動係(xì)統(tǒng)、液(yè)壓調整機構,清洗過濾係統,集束噴管組件,油霧(wù)收集器,潤滑係統,行走機構(gòu),以及電氣控製係統等組成。主要用於標準(zhǔn)板材、未塗層、鍍鋅板以(yǐ)及鋁板等板料、卷料的清洗。清洗機具有(yǒu)自行走機構,在不需要清洗(xǐ)工序時,整機可沿(yán)地麵軌道開出(chū)。
引(yǐn)料輥(gǔn)、毛刷輥、擠幹輥各自具(jù)有獨立(lì)的壓(yā)力調整與變(biàn)頻驅動機構,通(tōng)過精確調整壓力與速度,可以保(bǎo)證磨損(sǔn)、維修後的輥係與生產線保持(chí)同步。擠幹輥采用無紡布層壓布輥(gǔn),以提供良好的擠幹和張緊性能,並具有防擦(cā)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)溫度下使用並達到zui佳塗油效果。電氣係統(tǒng)采用具有現(xiàn)場總線通信功能的PLC控製,通過觸摸(mō)屏人機界麵可以進(jìn)行(háng)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(sù)度下拉延成形時的質量,在衝壓成形前對板料進(jìn)行局(jú)部(bù)塗抹拉延油是汽車廠常用(yòng)的工藝手段,適用(yòng)於自動化衝壓線的塗油機。
塗油機主要用於板材(cái)拉(lā)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、油霧收集單元、電氣控製單元及機身等組成。塗(tú)油機具有行走機構,在不需要塗油時可(kě)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均勻。不管環境溫度如何變化,供油及油液保溫(wēn)單元均處(chù)於等待噴射狀態,油液溫度(dù)恒定,保證(zhèng)噴射效(xiào)果。
(7)板料對中台(tái)
為了保證板(bǎn)料被準確地放置在模具內,在機器人拾取板(bǎn)料前需要對板料進行對中。常用的(de)對中台有(yǒu)重力對中台、機械對中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力自由滑向一角(jiǎo)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放置板料(liào),不適用於具有清洗機(jī)、塗油機的自動線。
2)機械對中台
板料依靠磁性皮袋(dài)移動至擋塊,再由另外三側的氣缸驅動打料器向中心推,從而(ér)實現精確定位。所有打料器的位置(zhì)可示教編程,對中台具(jù)有板料到位檢測(cè)及雙料檢測。機械對中台能夠滿(mǎn)足(zú)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(liào)檢測(cè)。
3)光學對(duì)中台
這是近幾年發展的(de)技術,其(qí)原理是利用拍照獲得的板料位置圖像經視頻處理(lǐ)軟(ruǎn)件後自動調整機器人的軌跡(jì),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複(fù)雜機構。光學對(duì)中台本質上是一個具有板料到位檢測及雙料檢測的(de)磁性(xìng)皮帶機,相比機械對(duì)中台,光學對中台能夠顯著降低成本。
(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,為了進一步提高生產率,近年來機器人製造廠家(jiā)與係(xì)統集成商紛紛研(yán)發附加七軸。采用七軸後,機器人(rén)衝(chōng)壓自動化生產線的生產節拍可以進一步提高到12件/min,使得機器人自動化(huà)衝壓線(xiàn)的生(shēng)產率能夠與昂(áng)貴的專用機械手高(gāo)速線一較高下。
(9)線尾碼垛係統(tǒng)
自動化衝壓線的生產(chǎn)節拍能(néng)夠超(chāo)過10件/min,這時線尾碼(mǎ)垛工位的負荷就超過勞動極(jí)限(xiàn),為了適應這(zhè)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其碼入料架,zui後由鏟車將(jiāng)料架運走。

自動(dòng)化衝壓生產線