一、多機連線機械手
分為多機滑塊同步模式及滑塊自由模式,一般(bān)適用於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(xìng)要求(qiú)較高的大型衝壓(yā)件(汽(qì)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(chǎn)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(xǐ)機、板料塗油機、對中台、線尾碼垛係統、安全防護係統(tǒng)及機器人端拾器。具體布置方式可以根據生產車間的(de)麵積(jī)進行調整,如拆垛車的開出方式既(jì)可以與衝壓線平行也可(kě)以與衝壓線垂直。
1. 衝壓機器人
衝壓生產用機器人除了(le)要求負載大(dà)、運行軌跡精確及性能穩定可(kě)靠等搬(bān)運機器人所共有(yǒu)的特性,還要滿足頻繁起/製動、作業範圍大、工件(jiàn)尺寸(cùn)及回轉麵積大等特點。各個生產廠家的(de)衝壓機器人都在普通搬運機器人的(de)基礎上加大了電動機(jī)功率及減(jiǎn)速機規格,加長(zhǎng)了手臂,並廣(guǎng)泛采(cǎi)用棚(péng)架式安裝結構。
2. 機器人衝壓自動化線控製係統
機器人(rén)衝壓自(zì)動化係統需要集成壓(yā)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(tǒng)、各種皮帶、同步控製係統、安全(quán)防護(hù)係統及大屏(píng)幕顯示,並具(jù)有無縫集成進工廠MES係統的(de)能力。為了把如此多的智能控(kòng)製係統有效集成,一般采用以太網與工業現場總線二級網絡係統,其中現場總線係統可能同時(shí)搭載安全總線。

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(duǒ)機/機器人+拆垛小車/桁架式機(jī)械(xiè)手+拆(chāi)垛小(xiǎo)車。
(1)專(zhuān)用拆(chāi)垛機
其結構特點是垛(duǒ)料放置在可移動液壓升降台車上;垛(duǒ)料高(gāo)度(dù)依靠與光電(diàn)傳感器與液壓係統控製,保持恒定;磁力分(fèn)張器依靠氣動或電動(dòng)驅動自動(dòng)貼近垛料;采用氣缸驅(qū)動、矩陣(zhèn)布置(zhì)的真空吸盤組進行拆垛,真(zhēn)空吸盤組垂直運動;拆成單張的(de)板料采用(yòng)磁性皮帶傳輸(shū)。
(2)機器人+拆垛小車
其結構特點是垛(duǒ)料放置在可移動的拆垛小車上;垛料高度不控製,拆垛時依靠計算的板料厚度自動調整機器人(rén)吸料高度;磁力分張(zhāng)器支架安裝在拆垛小車上(shàng),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張器靠在垛料周邊;拆垛用真空吸(xī)盤組及雙(shuāng)料檢測傳(chuán)感器安裝在機器人(rén)端拾器(qì)上;拆成單張的板料由機器人放置在可伸縮過渡皮帶上(shàng)進(jìn)行傳輸(shū)。
(3)桁架式機械手+拆垛小車
其結(jié)構特點是垛料放置在可(kě)移動的拆垛小車上;垛料高度不控製,拆垛時依(yī)靠計算的板料厚度自動調整機(jī)械手吸料高度;磁力分張器支架安裝在拆垛小車上,支架可平移並具有多個可自由旋轉的調整關節,更換垛料時人工(gōng)將磁力分張(zhāng)器靠在垛料周邊;拆垛用真空吸盤組及雙(shuāng)料檢測傳感器安裝在桁架式機械手端拾器(qì)上;拆(chāi)成單張的板料(liào)由機(jī)械手放置在可伸縮過渡皮帶(dài)上進行傳輸。
(4)可伸縮皮帶機
可(kě)伸縮皮(pí)帶機用於拆垛完成後單張板料的傳輸,它可以為板(bǎn)料提供穿過清(qīng)洗機所需的移動速度。皮帶機(jī)的速(sù)度(dù)一般為變頻控製,以(yǐ)保證與後續清(qīng)洗機、塗油機的同步。皮帶(dài)長度可調整,以(yǐ)填補不進行板料清洗(xǐ)、清洗機離線時的空間。
(5)板料清洗機
可伸縮皮帶機用於(yú)拆垛完成後單張板料的傳(chuán)輸,它可以為板料(liào)提供穿過清(qīng)洗機所(suǒ)需的(de)移動速度(dù)。皮帶(dài)機的速(sù)度一般為(wéi)變頻控製,以(yǐ)保證與後續清洗(xǐ)機、塗油機的同(tóng)步。皮帶長度(dù)可調整(zhěng),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(hù)對汽(qì)車表麵質量的要求越來越高,在衝(chōng)壓(yā)成形前對覆蓋件板料進(jìn)行清洗已經成為汽車廠的標準工藝。根據產量大小,板料清洗可以分為在線清洗和離線清洗兩種工藝:離線清(qīng)洗(xǐ)適用(yòng)於投產初期,單車型產量較低的企業,一(yī)條板料清洗線(xiàn)可(kě)以供應2~3條衝壓線,離線清洗機的規(guī)格一般寬度為2m;在線清洗適(shì)用於批量較大的企業,為適(shì)應轎車整體側圍的尺寸,在(zài)線清洗機的規(guī)格一般寬度為4.2m。
清洗機由引(yǐn)料輥、毛刷輥及擠幹輥組合(hé)的輥係,動力及傳動係統、液壓調整機構,清洗過濾(lǜ)係統,集束噴管組件,油霧收集(jí)器,潤滑(huá)係統,行(háng)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(xīn)板以及鋁板等板料、卷料的清洗。清洗(xǐ)機具有自行走機構,在不需要清洗工序時,整機可沿地麵軌道開出。
引料輥、毛刷輥、擠幹輥各自具有獨(dú)立的壓力調整與(yǔ)變頻驅動機構,通過精確(què)調整壓力(lì)與速度,可以保(bǎo)證磨損、維修後的輥係與生產線保持同(tóng)步。擠幹輥采用無紡布層(céng)壓布輥,以提(tí)供良好的擠幹和張(zhāng)緊(jǐn)性能,並具有防擦傷(shāng)和自愈功能。清洗油箱具有加熱係統,可以使清洗介質在不同環境溫度(dù)下(xià)使用並達到zui佳塗油(yóu)效果。電氣係統采用具有現場總線通信功能(néng)的PLC控製(zhì),通過觸摸(mō)屏(píng)人機界麵(miàn)可以進(jìn)行參數設定、故(gù)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(liàng),在衝壓成形前對板料進行(háng)局部塗抹拉延油是汽車廠常用的工藝(yì)手段,適用於自(zì)動化衝壓線的塗油機。
塗油機主要(yào)用於板材拉延前的塗油工序,由噴槍單元、供油及油(yóu)液保溫單元(yuán)、噴(pēn)射供氣單元、板料輸(shū)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(zài)不需要塗油時可以移動離線。噴嘴采用數字化(huà)控(kòng)製,保(bǎo)證板料(liào)上(shàng)油(yóu)膜位置的準確和油(yóu)膜厚度的均勻。不管環境溫度如何(hé)變化,供油及油液保溫單(dān)元均處於等待噴射狀態,油液溫度恒定,保證噴射效果。
(7)板料對中台
為了保證板(bǎn)料被準(zhǔn)確地放置在模具內,在機器人拾取板料前需要對板(bǎn)料進行對中。常用的對中台有重(chóng)力對中(zhōng)台、機(jī)械對中台及(jí)光學對中台三種。
1)重力對中台(tái)
板料在裝滿滾(gǔn)珠的斜麵上依靠(kào)重(chóng)力自由滑向一角進行(háng)定(dìng)位,台(tái)上具有板料到位檢測(cè)及雙料檢測。重力對中台適用(yòng)於機器人直(zhí)接放置板料,不適用於具(jù)有清洗機、塗油機的自動線。
2)機械對中台(tái)
板料依靠磁(cí)性(xìng)皮袋移動至擋塊,再由另外三側的氣(qì)缸驅動打料器向中心推,從而實現精確定位。所有打(dǎ)料器的位置可示教編程,對(duì)中台具有板料到位檢測及雙料檢(jiǎn)測。機械對中台能(néng)夠滿足各種異性料的高速對中。另外,可(kě)采用雙中心設計(jì),以滿足同時(shí)處理一模兩件或雙模雙(shuāng)件的要求。台上具有板料到位檢測及雙料檢(jiǎn)測。
3)光學對(duì)中台
這是近幾年發展的(de)技(jì)術,其原(yuán)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的軌跡(jì),從而既滿足zui終(zhōng)將板料精確置入(rù)模具內的(de)要求,又避免(miǎn)了機械對中台的複雜機(jī)構。光學對中台(tái)本質上是一個具有板(bǎn)料到(dào)位檢測及雙料(liào)檢測的磁性皮帶機,相比機械對中台,光學對中台能(néng)夠顯著降低成本。
(8)機器人七軸與端拾器
標準六軸機器人用於衝壓生產能夠達到8件/min的生(shēng)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以進(jìn)一步提高到12件/min,使得機器人自動化衝壓線的生產率能(néng)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(de)生產(chǎn)節拍能夠超過(guò)10件/min,這時線尾碼垛工位的負(fù)荷就超過勞動極限,為了(le)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後由鏟車將料架(jià)運走。

自動化衝壓生(shēng)產線