一、多機連線機械手
分為多機滑塊同步模式及滑塊(kuài)自由模式,一般適用於產量要求較大(dà)且品類眾多的小型衝壓件。
二、多機連線機器人
一般適(shì)用於外觀和成形性要求較高(gāo)的大型衝壓件(汽車零部件(jiàn)等(děng))。
三、機器人衝壓自動(dòng)化生產線的一般構成
典型的(de)機器人衝壓(yā)自動化生產線包含以下部分:機器人、電控係(xì)統、拆垛裝置、過渡皮帶、板料清洗機(jī)、板料塗油機、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(jù)體布置方式(shì)可(kě)以根據(jù)生產車間的麵積進行調整,如拆垛車的開出方式既可以與衝壓線(xiàn)平行也可以與衝壓線垂直。
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(jí)性能穩定可靠(kào)等搬運機器人(rén)所共有的特性,還要滿足頻繁(fán)起/製動、作業範圍大、工件尺寸及回轉麵積(jī)大(dà)等特點。各(gè)個生產廠家的衝壓機器(qì)人都(dōu)在普通搬(bān)運(yùn)機(jī)器人的基礎上加大了電動機功率(lǜ)及減速機規格,加長了手臂,並廣(guǎng)泛采用棚(péng)架式安裝結構(gòu)。
2. 機器人(rén)衝壓自動(dòng)化線(xiàn)控(kòng)製(zhì)係統
機器人衝壓自動(dòng)化(huà)係統需要集成壓力機、機器人、拆(chāi)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(zhì)係統、安全防護係統及大屏幕顯示,並具有無縫集(jí)成進工廠MES係統的能力。為(wéi)了把(bǎ)如此(cǐ)多的智能控製係統有效集成,一般采用以太網與工(gōng)業(yè)現場總線二(èr)級網絡係統,其中現場(chǎng)總線係統可能同時搭載(zǎi)安全總(zǒng)線。

3. 拆垛係統(tǒng)
目前常見(jiàn)的拆垛係統有三種(zhǒng),分(fèn)別是專(zhuān)用(yòng)拆垛機/機器人(rén)+拆垛小車/桁架式機械手+拆垛小車(chē)。
(1)專用拆垛機
其結構(gòu)特點是垛料放置在可移動液(yè)壓升降台車(chē)上;垛料高度依靠與(yǔ)光電傳感器與液壓係統控製,保持恒定;磁力分張器依靠氣動或電動驅動自動貼近垛料;采(cǎi)用(yòng)氣缸驅動、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(chāi)成(chéng)單張的板料采用磁性皮帶傳輸(shū)。
(2)機器人+拆垛小車(chē)
其結構(gòu)特點是垛料放置在可移動的拆垛小車上;垛料高度不控製,拆垛時(shí)依(yī)靠計算的板料厚度自動調整機器人吸料(liào)高度;磁力(lì)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由旋轉的調(diào)整關節,更換垛料時人工將(jiāng)磁力分張器靠在垛料周邊(biān);拆垛用真空吸盤組及雙料(liào)檢測傳(chuán)感器安裝在機器人端拾器上;拆成(chéng)單張的板料由機器人放(fàng)置在可伸縮過渡皮帶上進行傳輸。
(3)桁架式機械手+拆垛小車
其結構特點是(shì)垛料放置(zhì)在可移動的拆垛小車上;垛料高度不(bú)控製,拆垛時(shí)依靠計(jì)算的板(bǎn)料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(chē)上,支架可平(píng)移並具有多個可自由旋轉(zhuǎn)的調整關(guān)節,更換(huàn)垛料時人工將磁力分張器(qì)靠在垛料周邊;拆垛用(yòng)真空吸盤組及雙(shuāng)料檢(jiǎn)測(cè)傳感器安裝在桁架(jià)式機械手端拾器(qì)上;拆成單張的板料由機械手放置在可伸(shēn)縮過渡皮帶上進行傳輸。
(4)可伸縮皮帶機
可伸縮皮帶機用於拆(chāi)垛完(wán)成後單張板料的傳輸,它可以為板料提(tí)供穿過清洗機(jī)所需的移(yí)動速度。皮帶機的速度一般為變頻控(kòng)製,以保證與後續清洗機、塗(tú)油機的(de)同步。皮帶長度可調整,以填補不進行板料清洗、清洗機離線時的空間。
(5)板料清(qīng)洗機
可伸縮皮帶機用(yòng)於拆垛完成(chéng)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(yí)動速(sù)度。皮帶機的速度一般為變頻控(kòng)製,以保證與後續清洗機、塗油機的同步(bù)。皮帶長度可(kě)調整,以填補不進行板料清洗、清洗(xǐ)機離線時的空間(jiān)。
隨著客(kè)戶對汽車表麵質量的要求越來越高,在衝壓成形前對覆蓋(gài)件(jiàn)板(bǎn)料進行清洗已經成為汽車廠的標準工藝。根據產量大(dà)小,板料清洗可以分為在(zài)線清洗和離線清洗兩種工藝:離線清洗適用於投產初期,單車型產量較低的企業,一條板料清洗線可以供應2~3條衝壓(yā)線,離(lí)線清洗機的規格一(yī)般寬度為2m;在線清洗適用於批量較(jiào)大的企業,為適應轎車整體(tǐ)側圍的尺寸,在(zài)線清(qīng)洗(xǐ)機的規格一般寬度為4.2m。
清洗機由引料輥、毛刷輥及擠幹輥(gǔn)組合的輥係,動力及傳(chuán)動係統、液壓調整機構,清洗過濾係統,集束噴管組件,油霧收集器,潤滑係統,行走機構(gòu),以及電氣控製(zhì)係統等組成。主要用於標準板材、未塗層、鍍鋅板以及鋁板等板料、卷料的清洗。清洗機具有自行走機構,在不需(xū)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(gǔn)各自(zì)具有獨立的壓力調整與變頻驅動(dòng)機構,通過精確調(diào)整壓力與速度,可以保證磨損、維修後(hòu)的輥係與生產線保持同步。擠幹輥采用無紡布層壓布輥(gǔn),以(yǐ)提供良好的(de)擠(jǐ)幹和張緊性能,並(bìng)具有防擦(cā)傷和自愈功(gōng)能。清洗油箱具有加熱係統,可以使清(qīng)洗介質在不同環境溫度(dù)下使用並達到zui佳塗油效果。電氣係統采用具有現場總線通信功能的PLC控製,通(tōng)過(guò)觸摸屏人機界麵可(kě)以進(jìn)行參數設定、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(zhì)量,在衝壓成形前對板料進行局部塗抹拉延油(yóu)是(shì)汽車廠常用的工藝手段,適用於自(zì)動化衝壓(yā)線(xiàn)的塗油機。
塗油機主要用於板材拉延前的塗油工序(xù),由(yóu)噴槍(qiāng)單(dān)元、供油及油液保溫單元、噴射供氣單元、板料輸(shū)送單(dān)元、油霧收集單元、電(diàn)氣控製單元及機身等組成(chéng)。塗油機具有行走(zǒu)機構,在不需要塗油時可以移動離線。噴嘴采用數字化控製(zhì),保證板料上油膜位置的準確和(hé)油膜(mó)厚度的均勻。不(bú)管環境溫度如何變化,供油及油液保溫單(dān)元均處於(yú)等待噴射狀態,油液溫度恒定,保證(zhèng)噴射效果。
(7)板料對中台
為了保(bǎo)證(zhèng)板料被準確(què)地放置在模(mó)具內,在機器人拾取板料前需要對板料進行對中。常用的對中台有重(chóng)力(lì)對中台、機械對中台及(jí)光學對中台三種。
1)重力對中台
板料在裝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檢測。重力對(duì)中台適用於機器人直接放置(zhì)板料,不適用於(yú)具有清洗機、塗油機的自動線。
2)機械(xiè)對中台
板料依靠磁性皮袋移動至擋塊,再由另外三側的氣缸驅(qū)動打料器向中心(xīn)推,從而實現精確定位。所有(yǒu)打料器的位置可示教編程,對中台具有板料到位檢(jiǎn)測及雙料檢測。機械對中台能夠滿(mǎn)足各種異性料的高(gāo)速對中。另外,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的要求。台上具有板料到位檢測及雙料檢測。
3)光學對中(zhōng)台
這是近幾年發(fā)展的(de)技術,其原理是(shì)利用拍照(zhào)獲得的板料位置圖像(xiàng)經視頻處理軟件後自動調(diào)整機器人的軌跡,從而既滿足zui終將板料精確置入模(mó)具內的要求,又避免了機械對中台的(de)複雜機構。光學對中台本質上是一個具有板料到位檢測(cè)及雙料檢測的磁(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。
(8)機(jī)器人七軸與端拾器
標準(zhǔn)六軸機器人用於衝壓生產能夠達(dá)到8件/min的生產節拍,為了進(jìn)一步提高生產率,近年來機器人製造(zào)廠家與係統集成商紛紛研發附(fù)加七軸。采用七軸後,機(jī)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(chōng)壓線的生產率(lǜ)能夠與昂貴(guì)的專用機械手高速線一較高下。
(9)線尾(wěi)碼垛係統
自動化衝壓線的生產節拍能夠超過10件/min,這時線尾碼垛工(gōng)位的負荷就超過勞動極限,為了適應這種高節奏的產出(chū),需要(yào)先對衝壓件成品進行分流(liú),然後由人工或機器人(rén)將其碼入料架,zui後由鏟車將料架運走(zǒu)。

自動化衝壓生產線