一、多機連線(xiàn)機(jī)械手
分為多機滑塊同步模式及滑塊自由模式,一般(bān)適用於產量要求(qiú)較大且品類眾多的小(xiǎo)型衝壓件(jiàn)。
二、多機連線機器人
一般(bān)適用於外觀和(hé)成形(xíng)性要求較高的(de)大型衝壓件(汽車零部件等)。
三、機器人衝壓自(zì)動化生產線(xiàn)的一般構成
典型的機器人衝壓自動化生產線包含以下部分(fèn):機器人、電控係統(tǒng)、拆垛裝置、過渡皮帶、板料清洗機、板料塗油機、對中台、線(xiàn)尾碼垛係統、安全防護係統及機器人端拾器(qì)。具體布置方(fāng)式可(kě)以(yǐ)根據生產(chǎn)車間的麵積進行(háng)調整,如(rú)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
衝壓生產用機器人除了要求負載大、運行軌跡精(jīng)確(què)及性能穩定可靠等搬運(yùn)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(jiàn)尺寸(cùn)及(jí)回轉麵積大等特點。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(diàn)動機功率及減速機規格(gé),加長(zhǎng)了手臂,並廣泛采用棚架式安裝結構。
2. 機器人衝(chōng)壓自動化線控製係統
機器人衝壓自動化(huà)係統需要集成壓力機(jī)、機器人、拆垛機、清洗(xǐ)機、塗油機、對中台(tái)、雙料檢測裝置、視覺識別係統、各種皮帶、同步(bù)控製係統、安全防護係統及大屏(píng)幕顯示,並具有無(wú)縫集成進(jìn)工廠MES係統的能(néng)力。為了把如此多的智能控(kòng)製係統有效集成,一般采用以太(tài)網與工業現場總線二級網絡(luò)係統,其中(zhōng)現場總線係(xì)統可能同時搭載安全總線。

3. 拆垛係統
目前常見的(de)拆垛係(xì)統有三種,分別是專用拆垛機/機器人+拆垛小車/桁架式機械手+拆垛小(xiǎo)車。
(1)專(zhuān)用拆垛機
其結構(gòu)特點是垛料放置在可移動液壓升降台車上;垛(duǒ)料高度依靠與光電傳感(gǎn)器與液壓(yā)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,真空吸盤組垂直運動;拆(chāi)成單張(zhāng)的板(bǎn)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;垛料高(gāo)度不控製,拆垛時(shí)依靠計算的板料厚度自動調整(zhěng)機器人吸料(liào)高度;磁力分張器支架安裝在拆垛(duǒ)小(xiǎo)車上,支架可平移並(bìng)具有多個可自由旋轉的調整關節,更換垛料時人工(gōng)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;拆成單張的板料由機器人放置在可伸縮過渡皮帶上進行傳輸。
(3)桁架式(shì)機械手+拆垛小車
其結構特點(diǎn)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)算的板(bǎn)料厚(hòu)度(dù)自動調整機械手吸料高度;磁力分張器支(zhī)架安裝在拆垛小車上,支架可平移並具有多個(gè)可自由旋轉(zhuǎn)的調整關節,更換垛料時人工將磁力分張器靠在垛(duǒ)料周邊(biān);拆垛用真空吸盤(pán)組及雙料檢(jiǎn)測(cè)傳感器安裝在桁(héng)架式機械手端拾器上;拆成單張的板料由機械(xiè)手放置在可伸(shēn)縮過渡皮帶上進行(háng)傳輸。
(4)可伸縮皮帶機
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過清洗機所需(xū)的移動速(sù)度。皮帶機的速度一般為變頻控製,以保證與後(hòu)續清(qīng)洗機、塗油機的同步。皮帶長度可調整,以填補不進(jìn)行板(bǎn)料清洗、清洗機離線時的空間。
(5)板料(liào)清洗機(jī)
可伸(shēn)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、塗油機的同步。皮帶長度可調整,以填補不進行板(bǎn)料清洗、清洗機離線時的空間。
隨(suí)著客(kè)戶對(duì)汽車表麵質量的要求越來越高,在衝壓成形(xíng)前對覆蓋件(jiàn)板(bǎn)料進行清洗已經成(chéng)為(wéi)汽車廠的標準工藝(yì)。根據產量大小,板料清洗可以分為在線清洗和離線清洗兩種工藝:離(lí)線(xiàn)清洗適用於投(tóu)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)洗機的規格一(yī)般寬度為2m;在線清洗適用於批量較大的企(qǐ)業,為適應轎車整體側圍的尺(chǐ)寸,在線清洗機的規格一般(bān)寬度為4.2m。
清(qīng)洗機由引料輥、毛(máo)刷輥及擠幹輥組合的輥係,動力及傳動係統、液壓調整機構,清(qīng)洗過濾係統,集束(shù)噴管組件,油霧收集器,潤滑係統,行走機構,以及電氣控製係統等組成。主要用於標(biāo)準板材、未塗(tú)層、鍍鋅板以(yǐ)及鋁板(bǎn)等板料、卷料的清洗。清洗機具有(yǒu)自行走(zǒu)機構,在不需要(yào)清洗工序時,整機可沿地麵軌道開出。
引料輥、毛刷輥、擠幹輥(gǔn)各自具有獨立的壓力調整與變頻驅動機構,通過精確調整壓力與速度,可以(yǐ)保證(zhèng)磨(mó)損、維修後的輥係與生產線保持同(tóng)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,並具有防擦傷和自愈(yù)功能。清洗油箱具(jù)有加熱係統,可以使清(qīng)洗介質在不同環(huán)境溫度下使用並達到zui佳塗油效果。電(diàn)氣係統采用具有(yǒu)現場(chǎng)總線通信功能的(de)PLC控製,通過觸摸屏人機界麵可以進行(háng)參數設定、故(gù)障診斷(duàn)。

(6)板料塗油機
為了保證板料在較高速度下拉(lā)延成形時的質量,在衝壓成形前對板料進行局(jú)部(bù)塗抹拉延(yán)油是汽車廠常(cháng)用(yòng)的工藝手段,適用(yòng)於自(zì)動化(huà)衝壓(yā)線的塗油機。
塗(tú)油機主要用於(yú)板材拉延前的塗油工序(xù),由噴槍單元、供油及(jí)油液保溫(wēn)單(dān)元、噴射供氣單元、板料輸送單元、油霧收集單元(yuán)、電氣控(kòng)製單(dān)元(yuán)及機身等組成。塗油機具有行走機構,在不需要塗油時可以移動離線(xiàn)。噴嘴采用數字化控製,保證板料(liào)上油膜位置(zhì)的(de)準確和油(yóu)膜厚度的均勻。不管環境溫度如何變化,供油及油液(yè)保溫單元均處於等待噴射狀態,油液溫度恒定,保(bǎo)證噴(pēn)射效果。
(7)板料對中台
為了保證板(bǎn)料被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(háng)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(sān)種。
1)重(chóng)力對(duì)中台
板料在裝滿滾珠的斜麵上依靠重(chóng)力自由滑(huá)向一角進行定位(wèi),台上具有板料到位檢測及雙料檢測。重力對中台適用(yòng)於機器人直接放置板(bǎn)料,不適(shì)用於具有清洗機、塗油(yóu)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(kuài),再由另外三側的氣缸(gāng)驅動打料器向中心(xīn)推,從而實現精確定位。所有打料器的位置(zhì)可示教編程,對中台具有板料到位檢測及雙料檢測。機械對中台能夠滿足各種(zhǒng)異性料的高速對中。另外,可(kě)采用雙中心設(shè)計,以滿足同時處理一(yī)模兩件或雙模雙件的要求。台上具有板料到(dào)位檢測及(jí)雙料檢測。
3)光學(xué)對中台
這是近幾年發展的技術,其原理是利用拍照獲得的板(bǎn)料位置圖(tú)像經視頻處理軟件後自動調整機器人的軌跡,從而既滿足zui終將板料精確置(zhì)入模具內的要求,又避免了機械對(duì)中台的複雜(zá)機構。光學對中台本質上是一個具有板料到(dào)位(wèi)檢測(cè)及雙料(liào)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(shēng)產(chǎn)節拍,為了進(jìn)一步提高生產(chǎn)率,近年來機器人製造廠家與(yǔ)係統集成商紛紛研發附(fù)加(jiā)七(qī)軸。采用七軸後,機器人衝(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(qì)人自動(dòng)化衝壓線的生產率能夠與昂貴的專用機械(xiè)手高速線一較高下。
(9)線尾碼垛係統
自(zì)動化衝壓線的生產節拍能夠超過(guò)10件/min,這時線(xiàn)尾碼垛(duǒ)工位的負荷就超(chāo)過勞動極限,為(wéi)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(yóu)人工或機器人(rén)將其碼入料架,zui後由鏟車將料架運走。

自動(dòng)化衝壓生產線