一、多機連線機械手
分(fèn)為多機滑塊同步模式及滑塊自由模式(shì),一般適用於產量要求較大且品類眾多的小型(xíng)衝壓件。
二、多機連線機器人
一般適用於外觀和成形性要求較高的大型衝壓件(汽車零部件等)。
三、機器人衝(chōng)壓自動化生產線的一般構成
典型(xíng)的(de)機器人衝壓自動化生產線包含以下部分:機器人(rén)、電(diàn)控係統、拆垛裝(zhuāng)置、過渡(dù)皮(pí)帶、板料清洗機、板料塗油(yóu)機、對中台、線尾碼垛係統、安全防護係統及機器(qì)人端拾器。具體布置方式可以根據(jù)生產(chǎn)車間的麵積進(jìn)行調整,如拆垛車的開出方式既可以與(yǔ)衝壓(yā)線平行也可以與衝壓線垂直。
1. 衝壓機器人(rén)
衝壓生產用機器人除了要(yào)求負載大、運行軌跡(jì)精確及性能穩定可靠(kào)等(děng)搬運(yùn)機器人所共有的特性,還要滿足頻繁起/製(zhì)動、作業範圍大、工件尺(chǐ)寸及回轉麵積大等特點。各個生(shēng)產廠家(jiā)的衝壓機器人都(dōu)在普通(tōng)搬運機器(qì)人的基礎上加大了電動機功(gōng)率及減速機規格,加長(zhǎng)了手臂,並廣泛采用棚架式(shì)安裝結構。
2. 機器人衝壓自動化線控製係(xì)統
機器人衝壓自動化係統(tǒng)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(liào)檢測裝置、視覺識別係統、各(gè)種皮帶、同步控製係統、安全防護(hù)係統及大屏幕顯示,並具有無縫(féng)集成進工廠MES係統的能力。為了把如此多的智(zhì)能(néng)控製係統有效集成,一般(bān)采用以太網與工業現場總(zǒng)線二級網絡係統,其(qí)中(zhōng)現場總線係統可(kě)能同時搭載安全總線(xiàn)。

3. 拆垛係統
目前常見(jiàn)的拆垛係統有三種,分別是專用拆垛機/機器人+拆垛小車/桁架式機械(xiè)手+拆垛小車。
(1)專用拆垛機
其結構特(tè)點是垛料(liào)放置在可移動液壓升降(jiàng)台車上;垛料高度依靠與光電傳(chuán)感器與液(yè)壓係統控製,保持恒定;磁力分張器依(yī)靠氣動或電動驅動自(zì)動貼近垛料;采用氣缸驅動、矩陣(zhèn)布置的真空吸盤組進行拆垛,真(zhēn)空吸盤組垂(chuí)直運動(dòng);拆成單張的板料采用磁(cí)性皮帶傳輸。
(2)機器人+拆垛小車
其結構特(tè)點是垛料放置在可移動(dòng)的拆垛小車上;垛料(liào)高度不(bú)控製,拆垛時依靠計算的板(bǎn)料厚度自動調整機器人吸料高度;磁力分張器支架安裝在拆垛小車(chē)上(shàng),支架可平移並具(jù)有多個可(kě)自由旋轉的(de)調整關節,更換垛(duǒ)料時人工將磁力分張(zhāng)器靠在垛料周邊;拆垛(duǒ)用真(zhēn)空吸盤組及(jí)雙料檢測傳感器安裝在機器人端拾器上;拆成單張的板料由機器人放置在可伸縮過(guò)渡皮帶上進行傳輸。
(3)桁架式機械手+拆垛小車
其結構特(tè)點是(shì)垛料放置在可移(yí)動的拆垛(duǒ)小車上;垛料高度不控製(zhì),拆垛時依靠計算的板料厚度自動調(diào)整(zhěng)機械手吸料高度(dù);磁力分張器支架安裝在拆垛小車上,支架可平移並具有多個可自由旋(xuán)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(yòng)真空吸(xī)盤組及雙料檢測傳感器安裝在(zài)桁架式機械手端拾器上;拆成單張的板料(liào)由機械手放置在可伸縮過(guò)渡皮帶上進行傳輸(shū)。
(4)可伸縮皮帶機
可(kě)伸縮皮帶機用於拆垛完成(chéng)後單張板料的傳輸,它可以為板料提(tí)供穿過清(qīng)洗機所需的移(yí)動速度。皮帶機的速(sù)度一般為變頻(pín)控製,以保證與後續清洗機、塗油機的(de)同(tóng)步。皮帶長(zhǎng)度可調整,以填補不進行板料清洗、清洗機離(lí)線時的空間。
(5)板料清洗(xǐ)機
可伸縮皮帶機用於(yú)拆垛完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速度。皮帶機的速度(dù)一般為(wéi)變頻控製,以保證與後續清洗機、塗油機的同步。皮帶長(zhǎng)度可調整,以填補不進行板料(liào)清洗、清洗機離線時的空間(jiān)。
隨著客戶對汽車表麵質量的要求越來(lái)越高,在衝壓成形前對覆蓋件板料進行清洗(xǐ)已(yǐ)經成為汽車廠的標準工藝。根據產(chǎn)量大小,板料清洗可以分為在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(tiáo)板料清(qīng)洗線可以供應2~3條(tiáo)衝壓(yā)線,離線清洗機的(de)規格一般寬度為2m;在(zài)線清洗適(shì)用於批量較大的企業,為適應(yīng)轎(jiào)車整體側圍的尺寸,在線清(qīng)洗機的規格一般寬度(dù)為4.2m。
清洗(xǐ)機由引料輥(gǔn)、毛刷輥及擠幹輥組(zǔ)合的輥係,動力及傳動係統、液壓調整機構,清洗(xǐ)過濾係統(tǒng),集(jí)束(shù)噴(pēn)管組件,油霧收集器,潤滑係統,行走機構,以及電(diàn)氣控製係統等組成。主要用於標準板(bǎn)材、未塗層、鍍鋅板以及鋁板等板料、卷料的清洗。清洗機具有(yǒu)自行走機構,在(zài)不(bú)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(gè)自具有獨立(lì)的壓力調整與變頻驅動機構,通過精確調整壓力與速度,可以保證磨損、維修後的輥係與生(shēng)產線(xiàn)保持同步。擠幹輥采用無紡布層壓布輥,以提(tí)供良好的(de)擠幹和(hé)張緊性能,並具有防(fáng)擦傷和自愈(yù)功能。清洗油(yóu)箱具有加熱係統,可以(yǐ)使清洗介質(zhì)在不同環境溫度下使(shǐ)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
為了保證板料在較高速度下拉延成形時的質量,在(zài)衝壓成形前對板料進行局部塗(tú)抹拉延油是汽車廠常用的工藝手段,適(shì)用於自動化衝壓(yā)線的塗油機。
塗油機主要用於板材拉延前的塗油工序,由噴槍單元、供油及(jí)油液保溫單元、噴射(shè)供(gòng)氣單(dān)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(jī)構,在不需(xū)要(yào)塗油時可以移(yí)動離線。噴嘴(zuǐ)采用數字化(huà)控製(zhì),保證(zhèng)板料上油膜位置的準確和油膜厚度的均勻。不(bú)管環境溫度如何變化,供油及(jí)油液(yè)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
為了保證板料被準確地放置在模具內,在機器人拾(shí)取(qǔ)板料前需要對板(bǎn)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(tái)
板料在裝滿滾(gǔn)珠的斜麵上(shàng)依靠重力自由滑向一角進(jìn)行定位,台上具有板(bǎn)料到位檢(jiǎn)測及雙料檢測。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(de)自動線。
2)機(jī)械對中台(tái)
板料依靠(kào)磁性皮袋(dài)移動至擋塊,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。所有打料(liào)器的位置可示教編程,對中台具有板料到位檢測(cè)及(jí)雙料檢測。機械對中台能夠滿足各種異性料的高速對中。另(lìng)外,可采(cǎi)用雙中(zhōng)心設計,以滿足同時處理一(yī)模兩件或雙模雙件的要(yào)求。台上具有(yǒu)板料到位檢測及雙料檢測。
3)光學對中(zhōng)台
這是(shì)近幾年發(fā)展(zhǎn)的技(jì)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(zhěng)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(bì)免了機械對中台的複(fù)雜機構。光學對中台本(běn)質上是一(yī)個具有板料到位檢測及雙料檢測的磁(cí)性皮帶機,相比機械對中(zhōng)台,光學對中台能夠顯著降低成本。
(8)機器(qì)人七軸(zhóu)與端拾器
標(biāo)準六軸機器(qì)人用於衝壓生產能夠達到8件/min的生產節拍,為了進(jìn)一步提高生產率,近年來機器人製造廠家與係統(tǒng)集成商紛紛(fēn)研發附加七(qī)軸(zhóu)。采用七軸後,機器人衝壓自(zì)動化生產線的(de)生產節拍可以進一步提高到12件/min,使得機器人自動化衝壓線的(de)生產率能夠與昂貴的專用機械手高速線一(yī)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,這時線尾碼垛工位的負荷就超過勞動極(jí)限,為了適應這種高節奏的產出,需要先對衝(chōng)壓件成(chéng)品(pǐn)進行分流,然後由人工或機器人(rén)將其碼入料架,zui後由鏟車(chē)將料架運走(zǒu)。

自動化衝壓生產(chǎn)線