一、多機連線機械手
分為多機滑塊同步模(mó)式及滑塊自由模式,一般適用於(yú)產量要求較大且品類眾多的小型衝(chōng)壓件。
二、多機連線(xiàn)機器人
一般適用於外觀和成形性要(yào)求較高(gāo)的大型衝壓件(汽車(chē)零部件等)。
三(sān)、機器人衝壓自動化生產線的一般構成
典型的機器(qì)人衝壓自動化生產線包含以下部分:機器人、電控係統、拆垛裝置、過渡皮帶、板料清洗機、板料(liào)塗油機、對中台、線尾碼垛係(xì)統(tǒng)、安全防護係統及機器人端拾器。具體布(bù)置方式(shì)可以(yǐ)根據生(shēng)產車間的麵積進行調整,如(rú)拆垛車的開出方式既(jì)可以與衝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要(yào)求(qiú)負載大、運(yùn)行軌跡精確及性能(néng)穩定可靠等搬運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。各個生產廠家(jiā)的衝壓機器人都在普通(tōng)搬運機器人(rén)的基礎上加大了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裝(zhuāng)結構。
2. 機器人衝壓自動化(huà)線控製係統
機器人衝壓自動化係統需要集成(chéng)壓力機、機器人、拆垛機、清洗機、塗油機(jī)、對中台、雙料檢測裝置、視覺識別(bié)係統、各種皮帶、同步控製係統、安全防護係統及大屏幕顯(xiǎn)示,並(bìng)具有無縫集成進工廠MES係統的能力。為了把如此(cǐ)多的智能控製係統有效集(jí)成,一般采用以太網與工(gōng)業現場(chǎng)總線二級網絡係統(tǒng),其中(zhōng)現場總線係(xì)統(tǒng)可能同時搭(dā)載安全總線。

3. 拆垛係統
目前常見的拆垛係統有三種,分別是專用拆垛機/機器人+拆垛小車/桁架式機(jī)械手+拆垛小車(chē)。
(1)專用拆垛機
其結構特點是(shì)垛料放置在可移動液壓升降台車上;垛料高(gāo)度依靠與光(guāng)電傳感器與液壓係統控製,保持恒定;磁力分張器依(yī)靠氣動或電動驅動(dòng)自動貼近垛料;采(cǎi)用氣缸驅(qū)動、矩陣布置的真空吸盤組進行拆垛,真空吸盤組垂直運(yùn)動;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(jié)構特點是垛料放置在可移動的(de)拆垛小車上(shàng);垛料高度不控製,拆垛時依靠計算的板料厚度自動調整機器人吸料高度;磁力分張器(qì)支架安裝在拆垛小車上,支架可平移並具有多個可自(zì)由(yóu)旋轉的調整關節,更換垛料時(shí)人工將磁力分張器靠(kào)在垛料周邊;拆垛用真(zhēn)空吸盤組及雙料(liào)檢測傳感器安(ān)裝在機器人端(duān)拾(shí)器(qì)上;拆成單張的板料由機器人放置(zhì)在可伸縮過渡皮帶上進行傳(chuán)輸。
(3)桁架式機械手+拆垛小車
其結構特點是垛料放置在可移動的拆垛小車上(shàng);垛料高度不控製,拆垛時依靠計算的板料(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,支架可平移(yí)並具有多個可自由旋轉的調整關節,更換垛料時人工將磁力(lì)分張器(qì)靠在垛料周邊(biān);拆(chāi)垛用真(zhēn)空吸盤組及雙料檢測傳感器安(ān)裝在桁(héng)架式機械手端拾器上;拆成單張的(de)板料由機械手放置在可伸縮(suō)過渡皮(pí)帶上進行傳(chuán)輸。
(4)可伸縮皮帶機(jī)
可伸縮皮帶機(jī)用於拆垛完成後單張板(bǎn)料的傳輸,它可以為板料提供穿過清洗機所需的(de)移動速度。皮帶機的速度一(yī)般(bān)為(wéi)變頻控製,以保證與後續清洗機、塗油機的同(tóng)步。皮帶長度可調整,以填(tián)補(bǔ)不進行板料清洗(xǐ)、清洗機離線(xiàn)時的空間。
(5)板料清洗(xǐ)機
可(kě)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(liào)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(bǎo)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、清洗機離線(xiàn)時的空間。
隨著客(kè)戶對(duì)汽車表麵質量的要求越來越高,在衝壓成形前對覆(fù)蓋件板料(liào)進行清洗已經成(chéng)為汽車廠的標準工藝。根據產量大小,板料清洗可以分(fèn)為在線清洗和離線清洗(xǐ)兩種工藝:離線清洗適用於投產初期,單車型產量較低的企(qǐ)業(yè),一(yī)條(tiáo)板料清洗線可以供應2~3條衝(chōng)壓線,離線清(qīng)洗機的規(guī)格一般寬度為2m;在線(xiàn)清洗適用於批量較大的企(qǐ)業,為適應轎車整體側圍的(de)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(gǔn)、毛刷(shuā)輥及擠(jǐ)幹(gàn)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(jiàn),油霧收集器,潤滑係統,行走機構,以及(jí)電氣控製係統等組(zǔ)成。主(zhǔ)要(yào)用於標準板材(cái)、未塗(tú)層、鍍鋅板(bǎn)以及鋁(lǚ)板等板(bǎn)料、卷料的清洗。清洗機具有自(zì)行走機構,在不需要清洗工序(xù)時,整機可沿地麵軌道開出(chū)。
引料輥、毛刷輥、擠幹輥各自具有獨立的壓力調整與變(biàn)頻驅動機(jī)構,通過精確調整(zhěng)壓力與(yǔ)速度,可(kě)以(yǐ)保證磨損、維修後的輥係與生產線保持同步。擠幹輥采用無紡布層壓(yā)布輥,以提供良好的擠幹和張緊(jǐn)性能,並具有防擦傷和自愈功能。清洗油箱具有加熱係統,可以使(shǐ)清洗介質在不(bú)同(tóng)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、故障診斷。

(6)板料塗油機
為了保證板(bǎn)料在(zài)較高速度下拉延成形(xíng)時的質量,在衝壓成形前對(duì)板(bǎn)料(liào)進行局部塗抹拉延油是汽車廠常用的工藝(yì)手段,適用於自動(dòng)化衝(chōng)壓線(xiàn)的(de)塗油機。
塗油機主要用於板材拉延前的塗油工序,由噴槍單元、供油(yóu)及油液保溫單元、噴射供氣單元、板料輸送單元、油霧(wù)收集單元、電氣(qì)控製單元及機身等組成。塗油機具有行走機(jī)構,在不需要塗油時可以移動離線(xiàn)。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(yún)。不管(guǎn)環境溫度如何變化,供油及油液保溫(wēn)單元(yuán)均處於等(děng)待噴射狀態,油液溫度恒定,保證(zhèng)噴射效果。
(7)板料對中台
為了保證板料被準確地放置在模具內,在(zài)機(jī)器(qì)人拾取板料前需要對板料進行對(duì)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種。
1)重力(lì)對中台
板料在裝(zhuāng)滿滾珠的斜麵上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(liào)檢(jiǎn)測。重力對中(zhōng)台適用(yòng)於機(jī)器人直接放置板料,不適用於具(jù)有清洗機(jī)、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,再由另(lìng)外三側的氣缸驅(qū)動打料器向(xiàng)中心推,從而實(shí)現(xiàn)精確定(dìng)位。所有打料器的位置可示教編程(chéng),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異性料的高速對(duì)中。另外,可采用雙中心設(shè)計,以滿足同時處理一模兩件或雙模雙件的要求。台上具有板料(liào)到位檢測及雙(shuāng)料檢測。
3)光學對中台(tái)
這是(shì)近幾年發展(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終將板料精確置入模具內的要求,又避免(miǎn)了機械(xiè)對中台的複雜機構(gòu)。光學對中台本質上是一(yī)個(gè)具有板料(liào)到位檢測及雙料檢測的磁性皮帶機,相比機械對(duì)中台,光學對中台(tái)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(néng)夠(gòu)達到8件/min的生(shēng)產節(jiē)拍(pāi),為了進一(yī)步提高(gāo)生產率,近年來機器人製(zhì)造(zào)廠家與係統(tǒng)集成商紛紛研發附(fù)加七軸。采用(yòng)七軸後,機器人(rén)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(shǐ)得機器人自動化(huà)衝壓線的生(shēng)產率(lǜ)能夠與昂貴的專用機械手高速線(xiàn)一較高下。
(9)線尾碼(mǎ)垛係統
自(zì)動化(huà)衝壓線的生產節拍能夠超(chāo)過10件/min,這時線尾碼垛(duǒ)工位的負荷就超過勞(láo)動極限,為了適應這種(zhǒng)高節奏的產出,需要先對衝壓件成品進行分流(liú),然後由人工或機器人將其碼入料(liào)架(jià),zui後由鏟車將料架(jià)運走。

自動化衝壓(yā)生產線