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(liàng)要求較(jiào)大且品類眾多的小型衝壓件。
二、多機連線機(jī)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(sān)、機器人衝壓自動化(huà)生產線的(de)一般構成
典(diǎn)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(zhuāng)置、過渡皮帶、板料清洗機、板料塗油機、對中台、線尾碼垛係統、安全防(fáng)護係統及機器人端拾器。具體布置方式可以根據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平行也可以與(yǔ)衝(chōng)壓(yā)線(xiàn)垂直。
1. 衝壓機器人
衝壓生產用機器人除了要求負載大(dà)、運行軌(guǐ)跡精確及性能穩定可靠等搬(bān)運機(jī)器人所共有的特性,還要滿足頻繁起/製動、作業範圍大、工件尺寸及回轉麵積大等(děng)特(tè)點。各個生產廠家的衝(chōng)壓機器人都在普通搬運機器人的基礎(chǔ)上加大(dà)了電動機(jī)功率及減速機規(guī)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
機器人衝壓自(zì)動化係統(tǒng)需要集成壓(yā)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(pí)帶、同(tóng)步(bù)控製係統、安全防護係統及大屏幕顯示,並具有無縫集成進工廠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(xì)統可能同時搭載安全總線。

3. 拆垛係統
目前常見的拆垛係(xì)統有三種,分別是專用拆垛機/機器人+拆垛(duǒ)小車/桁架式機械手+拆垛小(xiǎo)車。
(1)專用拆垛(duǒ)機
其結構特點是(shì)垛料放置在可(kě)移動液壓升降台車上;垛料高度依靠與(yǔ)光電傳感器與液壓係統控(kòng)製,保持恒定;磁力分張器依靠氣動或電動驅動自(zì)動貼近垛料;采用(yòng)氣缸驅動、矩陣布(bù)置的(de)真空吸盤組進行拆垛,真(zhēn)空吸盤組垂直(zhí)運動;拆成(chéng)單張的(de)板料采用磁性皮帶傳輸。
(2)機器人+拆垛小車
其結構特點是垛料放(fàng)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(de)板料厚度自動調整機器人吸料高(gāo)度;磁力分張器支架安裝在拆垛小車上,支(zhī)架可平(píng)移並具有多個可自由旋轉(zhuǎn)的調整關節,更換垛(duǒ)料時人工將磁力分張器靠在垛(duǒ)料周邊;拆垛用真空吸盤組及雙料檢測傳感器安裝在機器人端(duān)拾器(qì)上;拆成單張的板料由機(jī)器人放置在可伸縮過渡皮帶上進行傳輸(shū)。
(3)桁架式機械手+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,拆垛時依靠計算的(de)板料厚度自(zì)動調整機械手吸料高度;磁力分張器支架安(ān)裝(zhuāng)在拆垛小車上,支架可(kě)平移並具有多個可自(zì)由旋轉的調整關節(jiē),更換垛料時人工將磁力分張器靠在垛料周邊;拆垛用(yòng)真空吸盤組及雙料檢測傳感器(qì)安(ān)裝在桁架式機械手端拾器上;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。
(4)可伸縮皮帶機
可伸縮皮帶(dài)機用於(yú)拆垛完成後單(dān)張(zhāng)板料的(de)傳輸,它可以為板料提供穿過清洗機所需的移動速度。皮帶機的速度一般為變頻控製,以保證與後(hòu)續清洗機、塗油(yóu)機的同步。皮帶長度可調整,以填(tián)補不進行板料(liào)清洗、清洗機離線時的空間。
(5)板料清洗機
可伸縮皮帶機用於拆垛完成(chéng)後(hòu)單張板料的傳輸,它可以為板料提供穿過清(qīng)洗(xǐ)機所需的移動速度。皮帶機的(de)速度一般為變頻(pín)控製,以保證與後續清(qīng)洗機、塗油機的同步。皮帶長度可(kě)調整,以填(tián)補不進行板料清洗(xǐ)、清洗機離線時的空間。
隨著客戶對汽車(chē)表(biǎo)麵質量的要求越來越高(gāo),在衝壓成形前對覆(fù)蓋(gài)件板料進(jìn)行清洗已經成為汽車廠的標準工藝(yì)。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(xǐ)適用於投產初(chū)期,單車型產量較低的企業,一條板料清洗線可以供應2~3條衝壓線(xiàn),離線清洗(xǐ)機的規格一般(bān)寬度為2m;在線清洗適用(yòng)於批量較大的企業,為(wéi)適應轎車整體側圍的尺寸,在線清洗機的規格一般寬(kuān)度為4.2m。
清洗機由引料輥、毛刷輥及擠幹輥組合的輥係(xì),動力及傳動係統、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,以(yǐ)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。清洗機具有自行走機構,在不需要清洗工序(xù)時,整機可沿地麵軌道開出(chū)。
引料輥、毛刷輥、擠幹輥各自具有獨立的壓(yā)力(lì)調整與變(biàn)頻驅動機構,通(tōng)過(guò)精確調整壓力與速度,可以保證磨損、維修(xiū)後的輥係與生產線保持同步。擠幹輥采用無紡布層壓布(bù)輥,以提(tí)供良好的擠幹和張緊(jǐn)性能,並具有防擦傷和(hé)自愈功能。清洗油箱具有加熱係統,可以使(shǐ)清洗(xǐ)介質在不同環境溫度下使用並達到zui佳塗油效(xiào)果。電氣係統采用具有(yǒu)現場總線通信功(gōng)能的PLC控製,通過觸摸屏人機界麵可以進行參(cān)數設定、故障(zhàng)診斷。

(6)板(bǎn)料(liào)塗油機(jī)
為了保證板料在較高速度下拉延成形時(shí)的質量,在衝壓成形前對板料進(jìn)行局部塗抹拉延油是汽車廠常用的工藝手段,適用於自動化(huà)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、供油及油液保溫單元(yuán)、噴射供氣單(dān)元、板料輸送單元、油霧收集單元、電氣控製單元及(jí)機身等組成。塗油(yóu)機具有(yǒu)行走機構(gòu),在不需要塗油時可以移動離線。噴嘴采用數字化控(kòng)製,保證板料上油膜位置的準確和油膜厚度的均(jun1)勻(yún)。不管環境溫(wēn)度如何變化,供油(yóu)及油液保溫單元均處於等待噴射狀態,油(yóu)液溫度恒定,保(bǎo)證噴射效果。
(7)板料(liào)對中台
為了保證板料被準確地放置在模具(jù)內,在機器人拾(shí)取板(bǎn)料(liào)前需要(yào)對板料進行對中。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)重力對中台
板料在裝滿滾珠的斜麵(miàn)上依靠重力自由滑(huá)向一角進行定位(wèi),台上具有板料(liào)到位檢測(cè)及雙料檢測。重力對中台適用於機器人直接放置板(bǎn)料(liào),不(bú)適用於具有清洗機、塗油機的自動(dòng)線。
2)機械對(duì)中台
板料依靠(kào)磁性皮袋移動至擋塊,再由另外三側的氣缸驅動(dòng)打料器向中心推,從而實現精(jīng)確定位。所有打料(liào)器的位(wèi)置可示教編程,對中台具有(yǒu)板料到位檢測(cè)及雙料(liào)檢測。機械對中台能夠滿(mǎn)足(zú)各種異性料的高速對中(zhōng)。另外,可采用雙中心設計,以滿足同時處理一模兩件或雙模雙件的(de)要求。台(tái)上具有板料到位檢測及(jí)雙料檢測。
3)光學對中台
這是近幾年(nián)發展的技術,其原(yuán)理是利(lì)用拍照獲得的板料位置圖(tú)像經視頻處理軟件後自動調整機器人的軌跡,從而既滿足zui終將板料(liào)精確置入模具內的要求,又避免了機械對中台的複(fù)雜(zá)機構。光(guāng)學對中台本質上是一個具有板(bǎn)料到位(wèi)檢測及雙料檢測的磁性皮帶機,相(xiàng)比機械對(duì)中台,光學對中台能夠顯著降低成本。
(8)機器(qì)人七軸與端拾器
標準六(liù)軸機器人用於衝壓生產(chǎn)能夠達到(dào)8件/min的生產節拍(pāi),為(wéi)了進一(yī)步提高生產率,近年來機器(qì)人製造廠家與係統集成商(shāng)紛紛研(yán)發附加七軸。采用七軸後,機器人衝壓自動化生(shēng)產線的生產節拍可以進一步提高到12件(jiàn)/min,使(shǐ)得(dé)機器人自動化衝壓線的生產率(lǜ)能夠與昂貴的(de)專用機械手高速線一較高下。
(9)線(xiàn)尾碼垛係統(tǒng)
自動化衝壓線的生產節拍能夠超過10件/min,這時線尾碼垛工位的(de)負荷就超(chāo)過勞動極限,為了適應這(zhè)種高節(jiē)奏的產出,需(xū)要先對衝壓件成品(pǐn)進行分流,然後由人工或機器人將其碼入料架(jià),zui後由鏟車將料架運走。

自動化衝壓(yā)生產線