一(yī)、多(duō)機連(lián)線機械手(shǒu)
分為多機(jī)滑塊同步模式及滑塊(kuài)自由模式,一般適用於產量要求較大且品類眾多的小(xiǎo)型衝壓件。
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
典型的機器人衝壓自動化生產線包含以下部分:機器(qì)人、電控係統、拆垛裝置、過渡皮(pí)帶(dài)、板料(liào)清洗(xǐ)機、板(bǎn)料塗油機、對中台、線尾碼垛係統、安全防護係(xì)統及機器人端拾器。具體布置方式(shì)可以根據(jù)生(shēng)產車間的麵積進行調(diào)整,如拆垛車的開出(chū)方式既可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(jī)器人除了要求負載大、運行軌跡精(jīng)確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、工件尺寸及回轉麵積大等特點。各(gè)個生產廠家的衝壓機器人都(dōu)在普通(tōng)搬(bān)運(yùn)機器人(rén)的基礎上(shàng)加大了電動(dòng)機功率及減速機規格(gé),加長了手臂,並廣(guǎng)泛采用棚架式安裝(zhuāng)結構。
2. 機器人衝壓自動(dòng)化線控製(zhì)係統
機器人衝(chōng)壓自動化係統需要(yào)集成壓力機、機器人、拆垛機、清洗機、塗油機、對中(zhōng)台、雙料檢測裝置、視覺識別係統、各(gè)種皮帶、同(tóng)步控(kòng)製係統、安全防護係統及大屏幕顯示,並具有無縫集成進工廠MES係(xì)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(tài)網(wǎng)與工業現場(chǎng)總線(xiàn)二級網絡係統(tǒng),其(qí)中現場總線係統可能同時搭載安全(quán)總線。

3. 拆垛(duǒ)係統
目前常見的拆垛係統有三種,分別是專用拆垛機/機(jī)器人+拆垛小車/桁架式機械(xiè)手+拆垛小車。
(1)專用拆(chāi)垛機
其結構(gòu)特點(diǎn)是垛料放置在可移動液壓(yā)升降台(tái)車上;垛料(liào)高度依靠與光電傳感器與液壓係(xì)統控製(zhì),保持恒定;磁力分張器依靠氣動或電動驅動自動貼近垛(duǒ)料;采用氣缸驅動、矩陣布(bù)置的真空吸盤組進行拆垛,真(zhēn)空吸盤組垂(chuí)直運動;拆成單張的板料采用磁性皮帶傳輸(shū)。
(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,拆垛時依靠計(jì)算的板料厚度自動調整機器人吸料高度;磁力分張器支架安裝在拆垛(duǒ)小車上,支架可平移並具有多個可自由旋轉的調整關節,更(gèng)換垛料時人工將磁力分張器靠在垛料周邊(biān);拆垛用真空吸盤組及雙料檢測傳(chuán)感器安(ān)裝在機器人端拾器上;拆成單張的板料由機器(qì)人放置(zhì)在可伸縮過渡皮帶(dài)上進行傳輸。
(3)桁(héng)架式機械手+拆垛(duǒ)小車
其結構特點是垛料放置在可移動的拆垛小車上;垛料高度不控製,拆垛時依靠計算(suàn)的板料(liào)厚度自動調整機械手吸料高度;磁力分張器支架安裝在拆垛小車上(shàng),支架可平移並具(jù)有(yǒu)多個可自由旋(xuán)轉的調整關節,更換垛料時人工將(jiāng)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桁架式機械手端拾器上(shàng);拆成單張的板料由機械手放置在可(kě)伸縮過渡皮帶上進行(háng)傳輸。
(4)可伸縮皮帶機
可伸縮(suō)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(de)速度一(yī)般為(wéi)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(diào)整,以填補不(bú)進行板料清洗、清洗機離線時的空間。
(5)板(bǎn)料清(qīng)洗機
可伸縮皮帶(dài)機用於拆垛完(wán)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速度。皮帶機(jī)的速(sù)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(diào)整,以填補不進行板(bǎn)料(liào)清洗、清洗機離線時(shí)的空間。
隨著客戶對汽車表(biǎo)麵質量的要求越來越高,在衝壓成形前對覆蓋件板料進行清洗已經成為汽車廠的標準工藝。根據產量大小,板料清洗可以分為(wéi)在線清洗和離線清洗兩種工藝:離(lí)線清(qīng)洗適用(yòng)於投(tóu)產初期,單(dān)車型產量較低的企業,一條板料(liào)清洗線可以(yǐ)供應2~3條衝壓線,離線清洗機的規格一般寬(kuān)度為2m;在線清洗適用於批量較大的企業,為適應轎車整體側圍的尺寸,在線(xiàn)清洗機的規格一般寬度為4.2m。
清洗機由引料輥、毛刷輥及擠幹輥組合(hé)的輥(gǔn)係,動力及傳動係統、液壓調整機構,清洗過濾係(xì)統,集束噴管組件,油霧收集器,潤(rùn)滑係統,行走機構(gòu),以及電氣控製係統等組成(chéng)。主要用於標準板材、未塗層、鍍鋅板以及鋁板等板料、卷料的清洗。清洗機具有(yǒu)自行走機構,在不需要清洗工(gōng)序時,整(zhěng)機可(kě)沿地麵軌道開出。
引料輥(gǔn)、毛刷輥、擠幹輥各自(zì)具有獨立的壓力調整與變頻(pín)驅動機(jī)構,通過精確調整壓力與速度,可以保證磨(mó)損、維修後的輥係與(yǔ)生產線保持(chí)同步。擠幹輥(gǔn)采(cǎi)用無紡布層壓布(bù)輥,以提供良好的擠幹和張緊性能,並具有防擦傷和自愈功能。清洗油箱具有加熱係統,可以(yǐ)使清洗介質(zhì)在不(bú)同(tóng)環境溫(wēn)度(dù)下使(shǐ)用並(bìng)達到(dào)zui佳塗油效(xiào)果(guǒ)。電氣(qì)係統采用具有現場總線通信功能(néng)的PLC控製,通過觸(chù)摸屏人機界麵可以進行參數設定、故障診斷。

(6)板料(liào)塗油機
為了保證板(bǎn)料在較高速度下拉延(yán)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(chǎng)常用(yòng)的工藝手段,適用於自動化衝壓線的塗油機。
塗油機主要用於板材拉(lā)延前的塗油工序,由噴槍單(dān)元、供油(yóu)及油液保溫(wēn)單元、噴射供氣單元、板料(liào)輸送單元、油霧收集單(dān)元(yuán)、電氣控製單元及機身等組成。塗油機具有行走機構,在不需要塗油時可以移動(dòng)離線。噴嘴采用數字化控(kòng)製,保證(zhèng)板料上油膜(mó)位置的準確和油膜厚度的均勻。不管環境溫度(dù)如何變化,供(gòng)油及油液保溫單(dān)元均處於等待噴射狀態,油液溫度恒定,保證噴射效果。
(7)板料對(duì)中台
為了保(bǎo)證板料被準確地放(fàng)置在模具內,在(zài)機(jī)器人拾取板料前需要對(duì)板(bǎn)料進行對中。常用的對中台(tái)有重力(lì)對中台、機械對中台及光學對中台(tái)三種。
1)重力對中台(tái)
板料在裝滿滾珠的斜麵上依靠重力自由(yóu)滑向一角進行定位,台上具有板料到位檢測及雙料檢測。重力對中台適用(yòng)於機器人直接放置板料,不適用於(yú)具有清洗機、塗油機的自動(dòng)線。
2)機械對中台
板(bǎn)料依靠磁性(xìng)皮袋移(yí)動至擋塊,再由另外三(sān)側的氣缸驅(qū)動打料器向中心推,從而實現精確定位。所有打料器的位置可示教(jiāo)編程,對中台具有板料到位檢測及雙料檢測。機(jī)械對中(zhōng)台(tái)能夠滿足各種異性料的高(gāo)速對中。另外,可采用(yòng)雙(shuāng)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(jù)有板料到位檢(jiǎn)測及雙料檢測(cè)。
3)光學對中台(tái)
這是近幾(jǐ)年發展的技術,其原理是利用拍照獲得的板料位置圖像經視頻處理軟件後自動(dòng)調整機器人的軌(guǐ)跡,從而既滿足zui終將板料精確置入模具(jù)內的要求,又避(bì)免(miǎn)了機械對中台的複雜機構。光學對中台本質上是一個具(jù)有板料到(dào)位檢測及雙料檢測(cè)的磁性皮帶機,相比機械對中(zhōng)台(tái),光(guāng)學對中台能夠(gòu)顯(xiǎn)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(yā)生產能夠達到8件/min的生產節拍,為了進一步提高(gāo)生產率,近(jìn)年來機(jī)器(qì)人製造廠家與係統集(jí)成商紛紛研發附加七軸。采用七軸後,機器人衝壓自動化生(shēng)產線(xiàn)的生產節(jiē)拍可以進一步提高到12件/min,使得機(jī)器人自動化衝壓線的生產率(lǜ)能夠與昂(áng)貴的專(zhuān)用(yòng)機械手高速線一較高下。
(9)線尾碼垛係統
自動化衝壓線的生產節拍能夠超過10件/min,這時線尾碼垛(duǒ)工位的負荷就超過勞動極限,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,然後由人工或機器人將其碼入料架,zui後由(yóu)鏟車將料(liào)架運(yùn)走。

自動化衝壓生產(chǎn)線