一、多機連線機械(xiè)手
分為多機滑塊同步模式及滑塊自由模式(shì),一般適用於產量要求較大(dà)且品類眾多的(de)小型衝壓件。
二、多機連線機器人
一般適用於外觀和成形性要求較高的大型衝壓件(汽車零部件等)。
三、機器人衝壓自(zì)動化生產線的一般構成
典型(xíng)的機器人衝(chōng)壓自動化(huà)生產線包含以下(xià)部(bù)分:機器人、電控係統、拆垛裝置、過渡皮帶、板料清(qīng)洗機、板料塗油機(jī)、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(zhì)方式可以根據生產車間的麵積進行調整,如拆垛車的開出方(fāng)式既可以與衝壓線平行也可以與衝壓(yā)線垂(chuí)直。
1. 衝壓機器人
衝壓(yā)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(děng)搬運機器人所共有的(de)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。各個生產廠家的衝(chōng)壓機器人都(dōu)在普(pǔ)通搬運機器人的基礎上(shàng)加大了(le)電動機功率及減速機規格,加長了手臂,並廣泛采用棚架式安(ān)裝結(jié)構。
2. 機(jī)器人衝壓自動化線控製係統
機器人衝壓(yā)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(duì)中台、雙料檢測裝置、視覺識別係統(tǒng)、各種皮(pí)帶、同步控(kòng)製係統、安全防護(hù)係統及(jí)大屏幕顯示,並具有無(wú)縫集成進工廠MES係統的能力。為了把如此多的智能控製係統有效(xiào)集成,一般采用以太網與工業現場(chǎng)總線二級網絡係統,其(qí)中現場總線係(xì)統(tǒng)可能同時搭載安全總線。

3. 拆垛係統
目(mù)前(qián)常見的拆垛係統(tǒng)有三種,分別是專用拆垛機/機器人+拆(chāi)垛小車/桁架式機械手+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(jiàng)台車上;垛(duǒ)料高度依靠與(yǔ)光電傳感器與液壓係統控製(zhì),保持恒定;磁力分張器依靠氣動或電動驅動自動貼近(jìn)垛料;采用氣缸驅動、矩陣布置(zhì)的真空吸盤組進行拆垛,真(zhēn)空吸盤組垂直(zhí)運動(dòng);拆成單張的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(zài)可移動的拆垛小車上;垛料高度(dù)不控(kòng)製,拆垛時依靠計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小車上,支架可平移並具有多(duō)個可自由旋轉的調(diào)整(zhěng)關節(jiē),更換(huàn)垛(duǒ)料時人工將磁力分張(zhāng)器靠在垛料周邊;拆垛用真空吸盤組及雙料檢(jiǎn)測傳感器安裝在機器(qì)人端拾器上;拆成單(dān)張的板(bǎn)料由(yóu)機器人放置(zhì)在可伸縮過渡皮帶上進行傳輸。
(3)桁架式機械手+拆(chāi)垛小車
其結構特點是垛料放置在可移動的拆垛小車上;垛(duǒ)料高度不控(kòng)製,拆垛時依靠(kào)計(jì)算的板料厚度自動調整機械(xiè)手吸料高度;磁力分張器(qì)支架安裝在拆垛(duǒ)小車上,支架可平移並具有多個可(kě)自由旋轉(zhuǎn)的調整關(guān)節,更換垛(duǒ)料時人工將磁力(lì)分張器靠在垛料周邊;拆垛用真空吸盤組(zǔ)及(jí)雙(shuāng)料檢(jiǎn)測傳感器安裝在桁架(jià)式機械(xiè)手端拾器上;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(pí)帶機
可伸(shēn)縮皮帶機用於拆垛(duǒ)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(jī)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(qīng)洗機離線時的空間。
(5)板料清洗機
可伸縮皮帶機用於(yú)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移(yí)動(dòng)速度。皮帶機的速度一般為變頻控製,以(yǐ)保證與後續清洗(xǐ)機、塗油(yóu)機的同步。皮帶長度可調整(zhěng),以填補不進行(háng)板料(liào)清洗、清洗機離線時的空間。
隨(suí)著客戶對汽車表麵質量的要求越來越高,在衝壓成(chéng)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(chǎn)量大小,板料(liào)清洗可以分為在線清洗和離線清洗兩種工藝:離(lí)線清洗適用於(yú)投產初期,單(dān)車型產量較低的企業,一條板(bǎn)料清洗線可以供應2~3條衝(chōng)壓線,離線清洗機的規格一般寬度為2m;在線清洗適用於批量較大的企業(yè),為適應(yīng)轎(jiào)車(chē)整體(tǐ)側圍的尺寸,在線清洗機的規(guī)格一般(bān)寬度為4.2m。
清洗機由引料輥、毛刷輥及擠幹輥組合(hé)的輥係,動力及傳動(dòng)係統、液壓調整機構,清洗過濾係統,集束噴管組件,油霧收集器(qì),潤滑係統,行(háng)走機構,以(yǐ)及電氣控製係統等組成。主要用於(yú)標準(zhǔn)板材、未塗層、鍍鋅板以及鋁板等板料、卷料的清洗。清洗機具有自行走機構,在不需要清洗工序時,整機可沿(yán)地麵軌道開出。
引料輥、毛刷輥、擠幹輥各(gè)自具有獨立的壓力調整與變頻驅動機構(gòu),通過精確調整壓力與速度,可以保證磨(mó)損、維修後的輥係與生產線保持同步。擠幹輥采用無紡(fǎng)布層壓布輥,以(yǐ)提供良好的擠(jǐ)幹和張緊(jǐn)性能,並具有防擦傷和自(zì)愈功能。清(qīng)洗油箱具有加熱係統,可(kě)以使清洗(xǐ)介質在不同環(huán)境溫度下使(shǐ)用並達到zui佳塗油(yóu)效果。電(diàn)氣係統采用具有現場總線通信功能的PLC控製,通過觸摸屏人機界麵可以進行參數設定(dìng)、故障診斷。

(6)板料塗油機
為了保證板料在較高速度下拉延成形時的質量,在衝(chōng)壓成形前對板料進行局部塗抹拉延油是汽車廠常用的工藝手段,適用於自動(dòng)化衝壓線的塗油機。
塗油機主要用(yòng)於板材拉延前的塗油(yóu)工序,由噴槍單元、供油及油液保溫單元、噴(pēn)射供氣單元、板料輸送單元、油霧收集單元、電氣控製(zhì)單元及(jí)機身等組成。塗油機具有行走機構,在(zài)不需要塗油時可以(yǐ)移動離線(xiàn)。噴嘴采用(yòng)數字化控製,保證板料上油膜位(wèi)置的準確和油膜厚度的均勻。不管環境溫度如何變(biàn)化,供油及油(yóu)液保溫單元(yuán)均處於等待噴射狀態,油(yóu)液溫度恒定,保證噴射效果。
(7)板(bǎn)料對中台
為了保證板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對中。常用(yòng)的對中台有重力對中(zhōng)台、機(jī)械對(duì)中台及光學對中台三種。
1)重力對(duì)中台
板料在裝滿滾珠的斜麵(miàn)上依靠重力自由滑向(xiàng)一角進行定位,台上具有板料到位檢測及(jí)雙料檢測。重力(lì)對中台適用於機器(qì)人直接(jiē)放置板料,不(bú)適(shì)用於具有(yǒu)清洗機、塗油機的自動線。
2)機械(xiè)對中(zhōng)台
板料依靠磁性皮袋移動至擋塊(kuài),再由另外三側的氣(qì)缸驅動打料器向中心推,從而實現精確(què)定(dìng)位。所有打料器的位置可示教編(biān)程,對中台具有(yǒu)板料到位檢測及雙料檢測。機械(xiè)對中(zhōng)台能夠滿足各種異性(xìng)料(liào)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(jù)有(yǒu)板料到(dào)位檢(jiǎn)測及雙料檢測。
3)光學對中台
這是近幾年發展的技術,其原理是利用拍照獲得的板料位置(zhì)圖像經視頻處(chù)理軟件後自動調整機器人的軌跡,從而既滿足zui終將板(bǎn)料(liào)精(jīng)確(què)置入模具內的要求,又避免了機械對中台的複雜機構。光學對中台本質上是一個具有(yǒu)板料(liào)到位檢測及雙料檢測的磁性皮帶機,相比機械對中台,光學對中台能夠顯著降低成本(běn)。
(8)機器人七軸與端拾(shí)器
標準六軸機器人用(yòng)於衝壓生產能夠達到8件/min的生產節拍,為了進一(yī)步提高生產率,近年來機器人製造(zào)廠家與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(kě)以進一步提(tí)高到12件/min,使得機器人自動化衝壓線的生產(chǎn)率(lǜ)能夠與昂貴的專(zhuān)用機械手高速線一(yī)較高下(xià)。
(9)線尾碼垛係統(tǒng)
自動化衝壓線的生(shēng)產節(jiē)拍能夠超過10件(jiàn)/min,這(zhè)時線尾碼(mǎ)垛工位的負荷(hé)就超過(guò)勞動極限,為了適應這種高(gāo)節奏的產出(chū),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(hòu)由(yóu)鏟車將料架運走(zǒu)。

自動化衝壓生產線(xiàn)