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型衝壓(yā)件。
二、多機連線機器人
一般適用於外觀和成形性要求較高的(de)大型衝壓件(汽車零(líng)部件等)。
三、機器人衝壓自動化生產線的一般構成
典型的機器人衝壓(yā)自動化生產線包含(hán)以下部分(fèn):機器人、電(diàn)控係(xì)統、拆垛裝置、過渡(dù)皮帶、板料清洗機、板料(liào)塗油機、對中台、線尾碼垛係統、安全防護係(xì)統及機器人端拾器。具(jù)體布置方式(shì)可以根據生產車間的麵積進行調整,如拆垛車(chē)的開出方式既可(kě)以與衝壓線平行(háng)也可以與衝(chōng)壓(yā)線垂直。
1. 衝壓機器(qì)人
衝壓生產用機器人除(chú)了要求負載大、運(yùn)行軌跡精確及性能穩定可靠等(děng)搬運機器人所共(gòng)有的特性,還要滿足(zú)頻繁起/製動、作業範圍大、工件尺(chǐ)寸及回(huí)轉麵積大等特點。各個生產廠家的衝(chōng)壓機器人都在普通搬運機器人的基礎上加大(dà)了電動機功(gōng)率及減速機規格,加長了手(shǒu)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、對中台(tái)、雙料檢測裝置、視覺識別係統、各種皮帶(dài)、同步控製係(xì)統、安全(quán)防護係統及大屏幕顯示,並具有(yǒu)無縫(féng)集成進工廠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(yòng)以太網與工業現場總線二級網絡係統,其中現場總(zǒng)線(xiàn)係統可能同時(shí)搭載安全總(zǒng)線。

3. 拆垛係統
目前常見的拆垛係(xì)統有三種,分別是專用拆垛機/機器人+拆垛(duǒ)小車/桁架式機(jī)械手+拆垛小車。
(1)專用(yòng)拆垛(duǒ)機
其結構特點是(shì)垛料放(fàng)置(zhì)在可移(yí)動液(yè)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,保持恒定;磁力分張器依靠氣動或電動驅動自動貼(tiē)近垛(duǒ)料;采用(yòng)氣缸驅動、矩陣布置的真空吸(xī)盤組進行(háng)拆垛,真空吸盤組垂直運動;拆(chāi)成單張的(de)板料采用磁性皮帶傳輸。
(2)機器人+拆垛小車
其結構特點是垛料放置在可移動的拆(chāi)垛小車上;垛(duǒ)料高度不控製,拆垛時依靠計算的板料厚度自動調整機器人吸料高度(dù);磁力分張器支架安裝在拆垛小車上,支架可平移並具有多個可自由旋轉的調整關節,更換垛(duǒ)料時人工將磁(cí)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;拆成單張的板料由機器人放置在可伸縮過(guò)渡(dù)皮帶上進(jìn)行傳輸。
(3)桁架式機械手+拆垛小車(chē)
其結構(gòu)特點是垛料放置在可(kě)移動的拆垛小車(chē)上;垛料高度(dù)不控(kòng)製,拆垛時依靠計算的(de)板料厚度自動調(diào)整機械手(shǒu)吸(xī)料高度;磁力分張器支架安裝在拆垛小車上,支架(jià)可平(píng)移並具有多個可自由旋轉的調整關節,更換垛(duǒ)料時人工將磁力分張器靠在垛料周邊;拆垛用真空吸盤(pán)組及雙料檢測傳感器安裝在桁架式機(jī)械手端拾器(qì)上;拆成(chéng)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(shēn)縮(suō)皮帶機用(yòng)於拆垛完成後單張板料的傳輸,它可以為板料提供(gòng)穿過清洗機所(suǒ)需的(de)移動速度。皮帶機(jī)的速度一(yī)般為變頻控製,以保證與後續清洗機、塗油機的(de)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(jiān)。
(5)板料清洗機
可伸縮(suō)皮帶機用於拆垛完成後單張板料的傳輸,它(tā)可以為板料提供穿過(guò)清洗機(jī)所(suǒ)需的移動速(sù)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。皮帶長度可調整,以填補不進行板料清洗、清洗(xǐ)機離線時的空間。
隨著客戶對汽車表麵質量的要求越來(lái)越高(gāo),在衝壓成形前對覆蓋件板料進行清洗已經成為(wéi)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(xiàn)清(qīng)洗和離線清洗兩種工藝:離線(xiàn)清洗適用於投產初期,單車型產量(liàng)較低(dī)的企業(yè),一(yī)條板料清洗線可以供(gòng)應2~3條衝(chōng)壓線,離線清洗機的規格一般寬度為2m;在線清洗適用(yòng)於批量較大(dà)的企(qǐ)業,為適應(yīng)轎車整(zhěng)體側圍的尺寸,在線清(qīng)洗機的規格一般寬度為4.2m。
清洗機由引料輥、毛刷輥及擠幹(gàn)輥組合的(de)輥係(xì),動力及傳動係統、液壓調整機構,清洗過濾係統,集束噴管組(zǔ)件,油霧收集器(qì),潤滑係統,行走機構,以及(jí)電氣控製係統等(děng)組成(chéng)。主要用於標準板材、未(wèi)塗層、鍍鋅板以及(jí)鋁板等板料、卷料的清洗。清(qīng)洗機具有自行走機構,在不需要清(qīng)洗工序時(shí),整機可沿地麵軌道開出。
引料(liào)輥、毛刷輥(gǔn)、擠幹輥各自具有(yǒu)獨立的(de)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(xiū)後的輥係與(yǔ)生產線(xiàn)保持同步。擠幹輥采用無紡布(bù)層(céng)壓布輥,以提供良好的擠幹和張緊性(xìng)能,並具有防擦傷(shāng)和自(zì)愈功能。清洗油箱具(jù)有加熱係統,可(kě)以使清洗介質在不同環境溫度(dù)下使用並達(dá)到zui佳塗油效果(guǒ)。電(diàn)氣係統采(cǎi)用具有現場(chǎng)總線通信功(gōng)能的PLC控製,通過觸(chù)摸屏人機界麵可(kě)以進行參數設定、故障診斷。

(6)板料塗油機
為了保證板(bǎn)料(liào)在較高速度下拉延成形(xíng)時的質量,在衝(chōng)壓成形前對板料進行局部塗抹拉延油(yóu)是汽車廠(chǎng)常用的工藝手段,適(shì)用於自動化衝壓(yā)線的塗油機(jī)。
塗油機主要(yào)用於板材拉延前的塗(tú)油工序,由噴槍單元、供油及(jí)油液保(bǎo)溫(wēn)單元、噴射供氣單元、板(bǎn)料輸送單元、油霧收集單元、電氣控製單元及機身等組成。塗油機具有行走機(jī)構,在(zài)不需要塗油時可以移動離線。噴嘴采用(yòng)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,供油及油液保溫單元均處於(yú)等待噴射狀態,油液溫度恒定,保證噴射效果。
(7)板料對(duì)中台
為了保證(zhèng)板料被準確地放置在(zài)模具內,在機器人拾取板料前需要對(duì)板料進行對中。常用(yòng)的對(duì)中(zhōng)台有重力(lì)對中台、機械對中台及光學(xué)對中台三種。
1)重力對中台
板料在裝滿滾珠(zhū)的斜麵上(shàng)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(lì)對中台適用於機器人直接放置板料,不適用於具有清洗機、塗油機的自動線。
2)機械對中台
板料依靠磁性皮袋移動至擋塊(kuài),再由另外三(sān)側的氣缸驅動打料器向(xiàng)中心推,從而實現精確定位。所有打料器的位置可示教編程,對(duì)中(zhōng)台具有板料到位檢測及(jí)雙料檢測。機械對中台能夠滿足各種(zhǒng)異性料的高(gāo)速(sù)對中。另外,可采用雙中心設計,以(yǐ)滿足(zú)同時處理一模兩件或雙(shuāng)模雙(shuāng)件的要求。台上具有(yǒu)板料到位(wèi)檢測及雙料檢(jiǎn)測。
3)光學對中台
這是近幾年(nián)發展(zhǎn)的技術,其原理是利用拍照獲(huò)得的板料位置圖像經視頻處理軟(ruǎn)件後自動調整機器人的(de)軌跡,從而既滿足zui終將板料精確置入模具內的要求,又避免了機械(xiè)對中台的複雜機構。光學對中台本質上是一個具有板料到位(wèi)檢測及雙料檢測(cè)的磁性皮帶機,相比機械對(duì)中台,光學對中台能夠顯(xiǎn)著降低成本。
(8)機器人七(qī)軸與端拾器
標準六軸(zhóu)機器人用(yòng)於衝壓生產(chǎn)能(néng)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與(yǔ)係統集成商紛紛研發附加七軸。采用七軸後,機器人衝壓自動化生產線的生產節拍可以進一步提高到12件(jiàn)/min,使得機器人自動(dòng)化衝壓線的生產率能夠與(yǔ)昂(áng)貴的專用機械手高速線一較高下。
(9)線尾(wěi)碼垛係統
自動(dòng)化衝壓線的(de)生產節拍(pāi)能夠超過(guò)10件(jiàn)/min,這時線尾(wěi)碼垛工位的負荷就超過勞動極限,為了適應這種高(gāo)節奏的產(chǎn)出,需要先對衝壓件成(chéng)品進(jìn)行分流,然後由人工或(huò)機(jī)器人將其碼入料架,zui後由鏟車將料架運走。

自(zì)動化衝壓生產(chǎn)線