一、多機連線機械手
分為多機滑(huá)塊同步(bù)模式(shì)及滑塊自由模式,一般適用於產量要求較大且品類眾多的小型衝壓件。
二、多機連線機器(qì)人
一般適用於外觀和成形性要求較高的大型衝(chōng)壓件(汽(qì)車零部件等)。
三、機器人衝壓自動化生(shēng)產線的一般構成
典型的機器人衝壓自動化生產線包含以(yǐ)下部分:機(jī)器人、電控係統、拆垛裝置、過渡皮帶、板料清洗機、板料塗油機(jī)、對中台、線尾(wěi)碼垛係統、安全防護係統(tǒng)及機器人端拾器。具體布置方式可以(yǐ)根據生(shēng)產車(chē)間的麵積進行調整,如拆垛車的開出方式既可以(yǐ)與(yǔ)衝壓線平行也可以與衝(chōng)壓(yā)線垂直。
1. 衝(chōng)壓機器人
衝壓生(shēng)產用機器人除了要求負載(zǎi)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(fàn)圍大、工件尺寸及回轉(zhuǎn)麵積大等特點。各個生產(chǎn)廠家的衝壓機器人都在普(pǔ)通搬運機器人的基礎上加大(dà)了電動機功率及減速機規格,加(jiā)長了手臂,並(bìng)廣泛采用棚架式(shì)安裝結構(gòu)。
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(yào)集成壓力機、機器(qì)人、拆垛機、清洗(xǐ)機、塗(tú)油機、對中台、雙料檢測(cè)裝置、視覺識(shí)別係統、各種皮帶、同步控製係統、安全防護係(xì)統及大屏幕顯示,並具有無縫集成(chéng)進工廠MES係統的能力。為了把如此多的(de)智能控製係統(tǒng)有效集成,一般采用以太網與工業現場總線二級網絡係統,其中現(xiàn)場總(zǒng)線係統可能同(tóng)時搭載安全總(zǒng)線。

3. 拆垛係統
目前常見的拆垛係(xì)統有三種,分別是專用拆(chāi)垛機/機器人+拆垛小車/桁架式機械手+拆垛小車(chē)。
(1)專用拆垛機
其結構特點是垛料放置在可移(yí)動液壓升降台車上;垛料高度依(yī)靠與光電(diàn)傳(chuán)感器與液壓係統控製,保持恒定(dìng);磁力分張(zhāng)器依靠氣動或電動驅動自動貼近(jìn)垛料;采用氣(qì)缸驅動、矩陣布置的真空吸盤組進行拆垛,真(zhēn)空吸盤組垂直運動;拆成單(dān)張的板料采用磁性皮帶傳輸。
(2)機器(qì)人+拆垛小車(chē)
其結構特點是垛料(liào)放置在可移動(dòng)的拆垛小車上;垛料高度不控製,拆垛時(shí)依靠計(jì)算的板料厚度自動調整機器人吸料高度;磁力分(fèn)張器支架安裝在拆垛小車上,支架可平移(yí)並具(jù)有多個可自由旋轉(zhuǎn)的調整關節,更換垛料時人工將磁力分張器靠在垛料周邊;拆垛用真空吸(xī)盤組及雙料檢測傳感器安裝在機器人端拾器上;拆成單張(zhāng)的板料由機器人放置在可(kě)伸縮(suō)過渡皮(pí)帶上進行(háng)傳(chuán)輸。
(3)桁架式機械手+拆垛小(xiǎo)車
其結構特點是垛料放置在(zài)可移動的拆垛小車上;垛料高度不控製,拆垛時依靠計算的板料厚度(dù)自動調整機械手吸料高(gāo)度;磁力分張器支架(jià)安裝在拆垛小車上,支架可平移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分(fèn)張器靠(kào)在垛料周邊;拆垛用真空(kōng)吸盤組及雙料檢測傳感器安裝(zhuāng)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在可伸縮過渡皮帶上進行傳輸(shū)。
(4)可伸縮皮帶機
可伸縮皮帶機用於拆垛(duǒ)完成後單張板料的傳輸,它可(kě)以為(wéi)板料提供穿過(guò)清洗機所需的移動速度。皮帶機的速度一般為變頻控製(zhì),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(yòng)於拆垛完(wán)成後單張板料的傳輸,它可以為板料提供(gòng)穿過清洗機所需的移動(dòng)速度。皮帶機的速度一般為變(biàn)頻控製,以保證與後(hòu)續(xù)清洗(xǐ)機、塗油機的同步。皮帶長度可調整,以填補不(bú)進(jìn)行板料清洗、清洗機離線時的(de)空間。
隨著客戶對汽車表麵質(zhì)量的要求越來(lái)越(yuè)高,在衝壓成形前對覆蓋件板料(liào)進行清洗已經成為汽車廠的標準工藝。根據產(chǎn)量大小,板料清洗可以分(fèn)為在線清洗和離線清洗兩種工藝:離線清(qīng)洗適用於投產初期,單車型產量較低的企業(yè),一條板(bǎn)料清(qīng)洗線可以供應2~3條衝壓線,離線清洗機的規格(gé)一般寬度(dù)為2m;在線清洗適用於批量較大的企業,為適應轎車(chē)整體(tǐ)側圍的尺寸,在線清洗(xǐ)機的規格一般寬度為4.2m。
清洗機由引料輥、毛刷輥及擠(jǐ)幹輥組合的輥係,動力及傳(chuán)動係(xì)統、液壓調整機構,清洗過濾係統,集束噴(pēn)管組件(jiàn),油霧收集器,潤滑係統,行走機構,以及電氣控製係統等組成。主要用於標準板材(cái)、未塗層、鍍鋅板(bǎn)以及鋁板等板料、卷料(liào)的清洗(xǐ)。清洗機具有自行走機構,在不(bú)需(xū)要清洗工(gōng)序時,整機可沿地麵(miàn)軌道開出。
引料輥、毛刷輥、擠幹輥各(gè)自具有(yǒu)獨立的壓力(lì)調整與(yǔ)變頻驅動機構,通過精確調整(zhěng)壓力與速度(dù),可以保證磨損、維修後的輥係與生產線保持同步。擠幹輥采用(yòng)無紡布層壓布輥,以提供良好(hǎo)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(qīng)洗介質在不同環(huán)境溫度下使用並達到zui佳塗油效果。電氣係統采用具有現(xiàn)場總(zǒng)線通信(xìn)功能的PLC控製,通(tōng)過觸摸屏人機(jī)界麵可以進行參數(shù)設定、故障診斷。

(6)板料塗油機
為了保證板料在(zài)較高速度下拉延成形時(shí)的質量,在衝壓成形前(qián)對板(bǎn)料進行局部塗抹拉延油是汽車廠(chǎng)常用的工藝手段,適(shì)用於自(zì)動化(huà)衝壓線的塗油機。
塗油機(jī)主要用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(dān)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。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(dù)的均勻。不管環境(jìng)溫度如何變化,供油(yóu)及油(yóu)液保溫單元均處於等待(dài)噴(pēn)射狀態(tài),油液溫度恒定,保(bǎo)證噴射效(xiào)果。
(7)板料對中台
為了保證板料被準(zhǔn)確地放置在模具內,在(zài)機器人拾取板料前需要(yào)對板(bǎn)料進行對中。常用的對中(zhōng)台有重力對(duì)中台、機(jī)械對中台及光學對(duì)中台三(sān)種。
1)重力對中台
板料在(zài)裝滿(mǎn)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)檢測。重力對中台適用於機器人直接放置板(bǎn)料,不適用於具有清洗機、塗油機的自動線。
2)機械對中台
板料依(yī)靠磁性皮袋移動(dòng)至擋塊(kuài),再由另外三側的氣缸驅動打料器向中心推,從而實現精確定位(wèi)。所有打料器的位置可示教編程,對中台具(jù)有板料到位檢測及雙料檢測。機械對中台能夠(gòu)滿(mǎn)足各種異性料的高速對中。另外,可采用雙中心設計,以滿足同時(shí)處理一模兩(liǎng)件或雙模雙件的要(yào)求。台上具有板料到位(wèi)檢測及雙料檢測。
3)光學(xué)對中(zhōng)台
這是(shì)近幾年發展(zhǎn)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調整機器人(rén)的軌跡,從而既滿足zui終將板料精確置入模具內的要求,又避免了機械對(duì)中台的複(fù)雜機構。光學對中台本質上是一個具有板料到位檢測及雙料檢測的磁性皮帶機,相比機(jī)械對(duì)中台,光學對中台能夠(gòu)顯著降(jiàng)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的生產節拍,為了進一步提高生(shēng)產率,近年來機器人製造廠家與係(xì)統(tǒng)集(jí)成商紛紛研發附加(jiā)七軸。采用七軸後,機器人衝壓自動化生產線的生產(chǎn)節拍可以(yǐ)進一步(bù)提高到12件/min,使(shǐ)得機(jī)器人自動化衝壓線的生產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(tǒng)
自動化衝壓線的生產節拍能夠超過10件/min,這時線(xiàn)尾碼垛工(gōng)位的負荷(hé)就超過勞動(dòng)極限,為了適應這種高節奏的(de)產出,需要先對衝壓件成品進行分流,然後(hòu)由人工或機器人將(jiāng)其碼入料架,zui後由鏟車將料架運走。

自(zì)動(dòng)化衝壓(yā)生產線