一、多機連線機械手
分為多機滑(huá)塊同步模式及滑塊自由模式,一般適用於產量要求較大且品類眾多的小型衝壓件。
二、多機連線機器人
一般(bān)適(shì)用於外觀和成形性要求較高的(de)大型衝壓件(汽車零部件等)。
三、機器(qì)人衝壓自動化生(shēng)產線的(de)一般構成
典型的機器人(rén)衝壓自動(dòng)化生產線包含以下部分:機器人、電控係統、拆(chāi)垛裝置、過渡皮帶、板料清洗機、板料塗油機、對中台、線尾碼垛係統(tǒng)、安全防護係統及機器人端拾器。具體布置方式可(kě)以根據生產(chǎn)車間的麵積進行(háng)調(diào)整,如拆垛車的開(kāi)出方式既可以與衝壓線平(píng)行也可以與衝壓線垂直。
1. 衝壓機器人
衝壓(yā)生產(chǎn)用機器人除了要求負載(zǎi)大、運行軌跡(jì)精確及性能穩定(dìng)可靠(kào)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(jí)回轉麵積(jī)大等特點。各(gè)個生產廠家的衝(chōng)壓機(jī)器人都在普通(tōng)搬運機(jī)器人的基礎上(shàng)加(jiā)大了電動機功率及減速(sù)機規格,加長了手臂,並廣泛采用棚架式安裝結構。
2. 機器人衝壓自動化線控製係統
機器人(rén)衝壓自動化係統需要集成壓力機、機器人、拆垛機、清洗機、塗油機、對中台、雙料檢測裝置、視覺識(shí)別係統、各種皮帶(dài)、同步控製(zhì)係統、安全防(fáng)護係統及大屏幕(mù)顯示,並具有無縫集成(chéng)進工廠MES係統的能力。為了把如此多的智能控製係統有效集(jí)成,一(yī)般采用(yòng)以太網與工業現場總線二級網絡係統,其中現(xiàn)場總線係統可(kě)能同時搭載安全總線。

3. 拆垛係統
目前常見的拆(chāi)垛係(xì)統有三種(zhǒng),分別是專用拆垛機/機器人+拆垛小車/桁架式機械手+拆垛小車。
(1)專用拆垛機
其結構特點是垛料放置在可移動液壓升降台車上;垛料高度依靠(kào)與光電傳感器與液壓係統控製,保持恒定;磁力分張(zhāng)器依靠氣動(dòng)或電動驅動自動貼近垛料;采用氣缸驅動、矩陣布(bù)置的真空吸盤組進行拆垛,真空吸盤組垂直運動(dòng);拆成單張的板料(liào)采用磁性皮帶傳輸。
(2)機器人+拆垛小車
其結構特點是垛料放置在可移(yí)動的拆垛小車上;垛(duǒ)料高度不控製,拆垛時依(yī)靠計算的板料厚度自動調整機器人吸料高度(dù);磁力分張器支架安裝在拆垛小車上,支架可平移並具有(yǒu)多個可自由(yóu)旋轉的調整關節,更換垛料時(shí)人工將磁力分張器(qì)靠在垛料周邊;拆垛用真空吸盤(pán)組及雙料檢測傳感器安裝在(zài)機器人端(duān)拾器上(shàng);拆成單張的板料由機器人(rén)放置在可(kě)伸縮過渡皮帶上進行傳輸。
(3)桁架式機械手(shǒu)+拆垛小車
其結構特點是垛料放置在可移動的拆垛小車上;垛料高度不控製(zhì),拆垛時依靠計算(suàn)的板料厚度自動調整機械手吸料高度;磁力分張器支架安(ān)裝在(zài)拆垛(duǒ)小車上,支(zhī)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;拆垛用真空吸盤組及雙料檢測(cè)傳感器安裝在桁架式(shì)機械手端拾(shí)器上;拆成單張的(de)板料由機(jī)械手放置在可伸縮過渡皮帶上進行傳輸。
(4)可伸縮皮帶機
可伸縮皮(pí)帶機用於拆垛完成後單張板料的傳輸,它可以為(wéi)板料提供穿過清洗機所需的移動速度。皮帶(dài)機的速度一般為變頻控製,以保證與後續清洗機、塗油機的(de)同(tóng)步。皮帶長度可調(diào)整,以填補不進行板料清洗、清洗機離線時的空間。
(5)板料清洗機
可伸(shēn)縮(suō)皮帶機用於拆垛(duǒ)完成後單張板料的傳輸,它可以為板料提供穿過清洗(xǐ)機所需的移動速度。皮帶機(jī)的速度一般為變頻控製(zhì),以保證(zhèng)與後續清洗機、塗(tú)油機(jī)的同步。皮(pí)帶長度可調整,以填補不進行板料(liào)清洗、清洗機(jī)離(lí)線時的空間。
隨著客戶對汽車表麵質量的要求越來越高,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。根據產量大(dà)小,板料清洗可以(yǐ)分為(wéi)在線清洗和離線清洗兩種工藝:離線清洗適用於(yú)投產初期,單車型產量較低(dī)的企業,一條板料清洗線可以供應2~3條(tiáo)衝壓線,離線清洗機的規格一般寬度為2m;在線清洗適用(yòng)於批量較大的企業,為適應轎車整體(tǐ)側圍的尺寸,在線清洗(xǐ)機的規格(gé)一般寬度為4.2m。
清洗機由引料輥、毛刷輥及擠幹輥組合的(de)輥係,動力及傳動(dòng)係統、液壓調整機構,清洗過濾係(xì)統(tǒng),集束噴管組件,油霧收(shōu)集器,潤(rùn)滑係統,行(háng)走機構,以及電氣控製係(xì)統等組成。主要(yào)用於標(biāo)準板材、未塗層、鍍(dù)鋅(xīn)板以及鋁板等板(bǎn)料、卷料的清洗。清洗機具有自(zì)行走機構,在不需要清洗(xǐ)工序時,整機可沿地麵軌道開出。
引料(liào)輥(gǔn)、毛刷輥、擠幹輥各(gè)自具有獨立(lì)的壓力調(diào)整與變頻驅動(dòng)機構,通過精確調整壓力與速(sù)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壓布輥(gǔn),以提供良好的擠幹和張緊性能,並具有防(fáng)擦(cā)傷和自愈功能。清洗油箱(xiāng)具有加熱係統,可以使清洗介質在不同環境溫(wēn)度下使用並達到zui佳(jiā)塗油效果。電氣係統采用具有現場(chǎng)總線(xiàn)通信功能的PLC控製(zhì),通過觸摸(mō)屏人機界麵可以(yǐ)進行參數設定、故障診斷。

(6)板料塗油機
為了(le)保(bǎo)證板料在較高速度下拉延成形時的質量,在衝壓成(chéng)形前對板料進行局部塗(tú)抹拉延油是汽車廠常用(yòng)的工藝手段,適用於(yú)自動化衝壓線的塗油機。
塗油機(jī)主要用於板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(gòng)氣單元、板料輸送單元、油霧收集單元、電(diàn)氣控製單元及機身(shēn)等組成。塗油(yóu)機具有行走機構,在不需要塗油時可(kě)以移動離線。噴嘴采用數字化控製,保證板(bǎn)料上油膜位置的(de)準(zhǔn)確和(hé)油膜厚(hòu)度的均(jun1)勻。不管環境溫度如何變化,供油及油液保溫單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(bǎo)證板料被(bèi)準確地放置在模具內,在機器人拾取板(bǎn)料前需要(yào)對板料進行對中。常(cháng)用的對中台有重力對中台、機械(xiè)對中(zhōng)台(tái)及光學對中台三種。
1)重力對中台
板料在(zài)裝滿滾珠的斜麵上依靠(kào)重力自(zì)由滑(huá)向一角(jiǎo)進行定位,台上具有板料到位檢測及雙料檢(jiǎn)測(cè)。重(chóng)力對中台適(shì)用於機器人直接放置板料,不適用於具有清洗機、塗油機(jī)的自動(dòng)線。
2)機(jī)械對中台
板料依靠磁(cí)性皮袋(dài)移(yí)動至擋塊,再(zài)由另(lìng)外三側的氣缸驅(qū)動打料器向中心推(tuī),從而實現精確定位。所有打料器的位置(zhì)可示教編程,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(liào)的高(gāo)速(sù)對(duì)中。另外,可采用雙中心(xīn)設計,以滿足同時處理一模兩件或雙模雙件的要求。台上具有板料到位檢測及雙料檢(jiǎn)測。
3)光學對中台
這是近幾年(nián)發展的技術,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(dòng)調整機器人的軌跡,從而既滿足zui終(zhōng)將板(bǎn)料精確置入模具內的要求,又避免了機械對中台的複雜機構。光學對中台本質上是一個具有板(bǎn)料到位檢測(cè)及雙料檢測的磁性皮帶機,相比機械對中台,光學對中台能夠顯著降低成本。
(8)機器人七軸與端拾器
標(biāo)準六軸機器人用於衝壓生產能夠(gòu)達到8件/min的生產節拍,為了進一步提高生產率,近年來機(jī)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(hòu),機器人衝壓自動化生產線的生(shēng)產節(jiē)拍可以進一(yī)步提(tí)高到12件/min,使得機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
自動化衝壓線的生產節拍能夠超過10件/min,這(zhè)時線尾碼垛工位的負荷就超過勞動極限(xiàn),為了適應這種高節奏(zòu)的(de)產出(chū),需要先對衝壓件(jiàn)成品進行分流,然(rán)後由人工或機器人將(jiāng)其碼入料架,zui後由鏟車將料架運走。

自動(dòng)化衝壓生產線