一、多機(jī)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(yòng)於產量(liàng)要求較大且品(pǐn)類眾多的小型衝壓件。
二、多機連線機器人
一般適用於外(wài)觀和成形性要求較高的大型衝壓件(汽車(chē)零部件(jiàn)等)。
三(sān)、機器人衝壓自動化生產線的一般構成
典型的機器人(rén)衝壓自(zì)動化生產(chǎn)線包(bāo)含以下部分:機器人、電控係統、拆(chāi)垛裝置、過渡皮(pí)帶、板料清洗機、板料塗(tú)油機、對中台、線尾碼垛係統、安全防護係統及機器人端拾器。具體布置方式可以根(gēn)據生產車間的麵(miàn)積進行調整,如拆垛(duǒ)車的開出方(fāng)式既可以(yǐ)與衝(chōng)壓線平行也可以與衝壓線垂(chuí)直。
1. 衝壓機器人
衝壓生產用機器人除了(le)要求負載大、運行軌跡精確及性能穩定可靠等搬運機器人所共有的特性,還要滿(mǎn)足頻繁起/製動、作業範圍(wéi)大、工件尺寸及回轉麵積大等特點。各個生產廠家的衝壓機器人都在普通搬運機器(qì)人的基礎上加大了電動機功率及(jí)減速機規格,加長了手臂,並(bìng)廣泛采用棚架式安裝(zhuāng)結構。
2. 機器人衝壓(yā)自動化線控製係統
機(jī)器人衝壓自動化係統需要(yào)集成壓力機、機器人、拆垛機、清洗機、塗油機、對中台、雙料檢測裝置、視覺識別係統、各種皮帶、同步控製係統、安(ān)全防護(hù)係統及大屏幕顯示,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集成,一般采用以太網(wǎng)與工業(yè)現場總線二級網絡係統,其中現場總線係統可能同時搭(dā)載安全總線。

3. 拆(chāi)垛係統
目前常見的拆垛係統(tǒng)有三(sān)種,分別是專用拆垛機/機器人+拆垛小車(chē)/桁架式機械手+拆垛小車。
(1)專用拆垛機
其結構(gòu)特點是垛料放置在可移動液壓升降台車上;垛料高度依靠與光電傳感器與液(yè)壓係(xì)統控製,保持恒定;磁力分張器(qì)依靠氣動或(huò)電動驅(qū)動自動貼近垛料;采用氣缸(gāng)驅(qū)動、矩陣布置的真空吸(xī)盤組進(jìn)行拆垛,真空吸盤組垂直運動;拆成單張的板料采用磁(cí)性皮帶傳輸。
(2)機器人+拆垛小車
其(qí)結構特點是(shì)垛料放置(zhì)在可(kě)移動的拆垛小(xiǎo)車上;垛(duǒ)料高度(dù)不控製,拆垛時依靠計算的板料(liào)厚度自(zì)動調整機(jī)器人(rén)吸(xī)料高度;磁力分張器(qì)支架安裝在拆垛小車上,支架可平移並(bìng)具(jù)有多個(gè)可自由旋轉的調整(zhěng)關節,更(gèng)換垛料時人工將磁力(lì)分張器(qì)靠在垛料周邊;拆垛(duǒ)用真空吸盤組及雙料(liào)檢測傳感器安裝在機器人(rén)端拾器上(shàng);拆成單張的板料由機器人放置在(zài)可伸縮(suō)過渡皮帶上進行傳輸。
(3)桁架式機械手+拆垛小車(chē)
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,拆垛時依靠計算的板料厚度(dù)自動調整機械手吸(xī)料高度;磁力分張器支架安裝在(zài)拆垛小車(chē)上,支架可平移並具有多個可(kě)自由旋轉的調整關(guān)節,更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(shuāng)料檢(jiǎn)測傳(chuán)感器安裝在桁架式(shì)機械手端拾器上;拆成單張的板料由機械手放置(zhì)在可伸(shēn)縮過渡皮帶(dài)上進行(háng)傳輸。
(4)可(kě)伸縮皮帶機
可伸縮皮帶機用於拆垛完成後單張(zhāng)板料的傳輸,它可以(yǐ)為板料提供穿過清洗機所需的移動速度。皮帶機的(de)速(sù)度一般為變頻控製,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(xǐ)機離線時(shí)的空間。
(5)板料清洗機
可伸縮皮帶機用(yòng)於拆垛完成後單(dān)張(zhāng)板(bǎn)料(liào)的傳輸(shū),它可以為板(bǎn)料提供穿過清洗機所需的移動速度。皮帶機的速(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(kě)調整,以填補不進行板料(liào)清洗、清(qīng)洗機離線時的(de)空間。
隨著客戶對汽車表麵質量的要求越來越高,在衝壓(yā)成形前對覆(fù)蓋件板料進行清洗已經(jīng)成為汽車廠的標準工藝。根據產(chǎn)量大小,板(bǎn)料(liào)清洗(xǐ)可以分為在線清洗和離線(xiàn)清洗兩種工藝:離(lí)線清洗適用於投產初期,單(dān)車型產量較低的(de)企業,一條(tiáo)板(bǎn)料清洗線可以供應2~3條衝壓線,離線清洗機的規格一(yī)般寬度為2m;在線清洗適用於批量較大的企業,為適應轎(jiào)車整體側圍(wéi)的尺寸,在線清洗機的規格一般寬度為4.2m。
清洗機由引(yǐn)料輥、毛(máo)刷輥及(jí)擠幹輥組合的輥係,動力及傳動(dòng)係統、液壓調整(zhěng)機構,清洗過濾係統,集束噴管組件,油霧收集器,潤滑係統,行走機構,以及電氣控(kòng)製係統等組成。主要用於標(biāo)準板材、未塗層、鍍鋅板以及鋁板等板料、卷料的清洗。清洗機具有自行(háng)走機(jī)構,在不需要清洗工(gōng)序時,整(zhěng)機可沿地麵軌道開出。
引料輥、毛刷(shuā)輥、擠幹輥各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,可以保證磨損(sǔn)、維修後的輥係與生產線保持(chí)同步(bù)。擠幹輥采用無紡布層壓布輥,以提供良好的擠幹和張(zhāng)緊性能,並具有防擦傷和自愈(yù)功能。清洗油箱具有加熱係(xì)統,可以使清洗介質在不同環境溫度下使用並達到zui佳塗油效果。電氣係統采用具(jù)有現(xiàn)場總線通信功(gōng)能的PLC控製,通過觸摸屏人機界麵可以進行參數設定、故障診斷。

(6)板(bǎn)料塗油機
為了保證板(bǎn)料在較高速度下拉延成形時的(de)質量,在衝壓成形前(qián)對板料進行(háng)局部塗抹拉延油是汽車廠常用的工(gōng)藝(yì)手段,適用於自動化衝壓線的(de)塗油機。
塗油機主要用於板(bǎn)材拉延前的塗油工序,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(shēn)等組成(chéng)。塗油機(jī)具(jù)有行走機構,在不需要塗油時可以移動離線。噴嘴采用數字化控製,保證板料上油(yóu)膜位(wèi)置的準確和油(yóu)膜厚度的均勻。不管環境溫(wēn)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(bǎn)料(liào)對中台
為了保證板料被準確地(dì)放置在模具內,在機器人(rén)拾取板料前需要(yào)對板料進行對中。常用的對中台(tái)有重力(lì)對中台、機械對中台(tái)及光學(xué)對中台三種(zhǒng)。
1)重力對中台
板料在裝滿滾珠的斜麵上依靠重力自(zì)由(yóu)滑向一(yī)角進行定位(wèi),台上具有板料(liào)到位檢測及雙料檢測。重力對中台適用(yòng)於機器人直接放(fàng)置(zhì)板料,不適用於具有清洗機、塗油機的自動線(xiàn)。
2)機械對中台
板料依靠磁性(xìng)皮袋移(yí)動至擋塊,再由另外三側的(de)氣缸驅(qū)動打料(liào)器向中心推,從而實現精確定位。所(suǒ)有打料器的位置可示教編程,對中(zhōng)台具有(yǒu)板料到位檢測及(jí)雙料檢測。機械對中台能夠滿足各種異性料(liào)的高速對中(zhōng)。另外(wài),可采用雙中心設計,以滿足同(tóng)時處(chù)理一模兩件或雙模雙件(jiàn)的要求。台上(shàng)具有板料到位檢測及雙料檢測。
3)光學對中台
這是近幾年發展的技術,其原理是利用拍照(zhào)獲得的板料位置圖像經視頻處理軟件後自動調整機器人的軌跡,從而既滿(mǎn)足zui終將板料精確置入(rù)模具內的要求,又避免了機械對中(zhōng)台的(de)複雜機(jī)構。光學對中台本質上是一個具有(yǒu)板料到位檢測及雙料(liào)檢測的磁(cí)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)機器人七軸與端拾器(qì)
標準六軸機器人用(yòng)於衝壓(yā)生產能夠達到8件/min的生產節拍,為了(le)進一步提(tí)高生產率,近年來機器人製造廠家與係統集成商紛紛研發附加七軸。采用七軸(zhóu)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/min,使得機器人自動化衝壓(yā)線的生產(chǎn)率能夠與昂貴的專用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(jiē)拍能夠超過10件/min,這時線尾(wěi)碼垛工位的負荷(hé)就超過勞動極限,為了(le)適應這種(zhǒng)高節奏的產出,需要(yào)先對衝壓件成品進行分流,然後由人(rén)工或機器人將其碼入料架,zui後(hòu)由鏟車將料架運走。

自動(dòng)化衝壓生產線