一、多機連線機械手
分為多(duō)機滑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(jiàn)。
二、多機連(lián)線機器人
一般適用於外觀和成形性要求(qiú)較高的大型衝壓件(jiàn)(汽車零部件等)。
三、機器人衝壓自動化(huà)生產線的一般構成
典型的機器(qì)人(rén)衝壓自動化(huà)生產(chǎn)線包含以下部分:機器人(rén)、電控係統、拆垛裝置、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(zhì)方式可以根據(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(yā)線平行也可以與衝(chōng)壓線垂直。
1. 衝壓機器人
衝壓生產用機器人除了要求負載大、運行軌跡精確及性能穩定可靠等搬運機器人所共有的特性,還要滿足頻繁(fán)起/製動、作業範圍大、工件尺寸及回轉麵積大(dà)等特點。各個(gè)生產廠家的(de)衝壓機器人(rén)都在(zài)普通搬運機器人的(de)基礎上加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(gòu)。
2. 機器人衝壓自動化線控製係統(tǒng)
機器人衝壓(yā)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(duì)中台、雙(shuāng)料檢測裝置、視覺識別係統、各種皮帶、同步控製係統、安全防護係統及大屏幕顯示,並(bìng)具有無縫集成進工廠MES係統的能力。為了把如此多(duō)的智能控製係統有效集成,一般采用以太網與(yǔ)工業(yè)現場總線(xiàn)二級網絡係統,其中現場總線係統可(kě)能同時搭(dā)載安(ān)全(quán)總線。

3. 拆垛係(xì)統
目前常見的拆垛(duǒ)係統有三種,分別是專(zhuān)用拆垛機/機器人+拆垛小車(chē)/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;垛料高度依靠與光電傳感器(qì)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(dòng)自動貼近垛料;采用氣(qì)缸驅動、矩陣(zhèn)布置的真空吸盤組進行(háng)拆垛,真空吸盤(pán)組垂直運動;拆成單張的板料采用(yòng)磁性皮帶傳輸。
(2)機器(qì)人(rén)+拆垛小(xiǎo)車
其結(jié)構特點是(shì)垛料放置在可移(yí)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(zì)動調整(zhěng)機器人吸料高度;磁力分張器支(zhī)架安裝在拆(chāi)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(zhōu)邊;拆垛用真空吸盤(pán)組及雙(shuāng)料檢測傳感器安(ān)裝在機器人端拾器上(shàng);拆成單張的板料由機器人放置在可伸縮過渡皮帶上進行傳輸。
(3)桁架式(shì)機械手+拆垛(duǒ)小車
其結構特點是垛料放置在(zài)可移(yí)動的拆垛小車(chē)上;垛料高度不控製(zhì),拆垛時依靠計算的板料厚度自(zì)動調整機械(xiè)手吸料高(gāo)度;磁力分張器支架(jià)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(huàn)垛料時人工將磁(cí)力(lì)分張器靠在(zài)垛料周(zhōu)邊;拆垛用(yòng)真空吸盤組及(jí)雙料檢測傳感器安裝在桁架式機(jī)械手端(duān)拾器上;拆成單張的(de)板料由機械手放(fàng)置在(zài)可伸縮過渡皮帶上進行傳輸。
(4)可伸縮皮帶機
可伸縮(suō)皮帶機用於拆垛完成後單張板(bǎn)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(pí)帶機的速度一般為變頻控製,以(yǐ)保證(zhèng)與後續清(qīng)洗機、塗油機的同步。皮(pí)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(bǎn)料清洗機
可伸縮皮帶機用於拆(chāi)垛完(wán)成後單張(zhāng)板料(liào)的傳(chuán)輸,它(tā)可以為板料提(tí)供穿過清洗機所需的移動速度。皮(pí)帶機的速度一般為變頻控製,以保證與後續(xù)清(qīng)洗機、塗油機的同步。皮帶長度可調整,以填補不(bú)進行板料清洗、清洗機離線時(shí)的空(kōng)間。
隨著客戶對汽車表(biǎo)麵質量的要求越來越高,在衝壓成形前(qián)對覆蓋件板料進(jìn)行清洗已(yǐ)經成為汽車(chē)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(hé)離線清洗兩種工藝:離線清洗適用於投產(chǎn)初期,單車型(xíng)產量較低的企業,一條板料清洗線可以供應2~3條衝壓線,離線清洗機的規格一般寬度為2m;在線(xiàn)清洗適(shì)用於批量較大的企業,為適應轎車整(zhěng)體側圍的尺寸,在(zài)線清洗機的規格一般寬度為4.2m。
清洗機由引料輥、毛刷輥及擠幹輥組(zǔ)合的輥係,動力及傳動係統、液壓調(diào)整機構,清洗(xǐ)過濾係統,集束噴管組件(jiàn),油霧收集器,潤滑係統(tǒng),行走機構,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(lǚ)板等板(bǎn)料、卷料的清洗(xǐ)。清洗機具(jù)有自行(háng)走機構,在不(bú)需要清洗(xǐ)工序時,整機可沿地麵軌道開出。
引料輥、毛刷輥、擠幹輥各自具有獨立的壓力調整與變(biàn)頻(pín)驅動機構,通過精確調整(zhěng)壓力與速度,可以(yǐ)保證磨損、維修後的輥係與生產線保持同(tóng)步。擠幹輥(gǔn)采用無紡(fǎng)布層壓布輥,以提(tí)供良好的擠幹和張緊性能,並具有防擦傷和自愈功能。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,通過觸摸屏人機界麵可以進行參數設定、故障(zhàng)診斷。

(6)板料塗油機(jī)
為了保證板料(liào)在較高速度下拉延成形時的質(zhì)量(liàng),在衝壓成形前對板料進行局部塗抹拉延油是汽車廠常用的工藝(yì)手段,適用於自動化衝壓線的塗油機(jī)。
塗油機主要用於(yú)板材(cái)拉延前的塗油工序,由噴槍(qiāng)單元、供(gòng)油及(jí)油液保(bǎo)溫單元、噴射供氣單(dān)元(yuán)、板(bǎn)料輸送單元(yuán)、油霧收集單元、電氣控製單元及機身等組成。塗油機具有(yǒu)行走機構(gòu),在不需要塗油時可以移動離線。噴嘴采(cǎi)用數字化(huà)控製,保證板料上(shàng)油膜位置的準確(què)和油膜厚度的均勻(yún)。不管環境(jìng)溫度如何變(biàn)化,供油及油液保溫單元均處於等待噴射狀態(tài),油液溫(wēn)度恒定,保證(zhèng)噴射效果。
(7)板料對中台(tái)
為了保證板(bǎn)料被準確地放置在模具(jù)內,在機器人拾取板料前(qián)需要對(duì)板料進行對中。常用的對中台(tái)有重力對中台(tái)、機械(xiè)對(duì)中台(tái)及光學對中台三種。
1)重力對中(zhōng)台
板料在裝滿滾珠的斜麵上依靠重力(lì)自由滑向一角進行定位,台上具有(yǒu)板料到(dào)位檢測及雙料檢測。重力對(duì)中台適(shì)用(yòng)於(yú)機器(qì)人直接放置板料,不適用於具有清(qīng)洗機、塗油機的自動線。
2)機械對(duì)中台
板料依靠磁性皮袋移動至擋塊,再(zài)由另外三(sān)側的氣缸驅動打料器向(xiàng)中心推,從而實現精確(què)定位。所有打料器的位置可示教編程,對中台具有板料到位檢測及雙(shuāng)料檢測。機(jī)械對(duì)中台能夠滿足各種異性料的高速對中。另外(wài),可采用雙中心設計,以滿足同時處理一模(mó)兩件或雙模雙件的要求。台上具(jù)有板料到(dào)位檢測及雙料(liào)檢測。
3)光(guāng)學對中台
這是近(jìn)幾年(nián)發展的技術,其原理是利用拍照獲得的板料位(wèi)置圖像經視頻處理軟件後自動調整機器人(rén)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(le)機(jī)械對中台的複雜機構。光學對中台本質上是一(yī)個(gè)具有(yǒu)板料到位(wèi)檢測及雙料檢測的磁性皮帶機,相比機械對中台,光學對中台(tái)能夠(gòu)顯著降低成本。
(8)機器(qì)人七軸(zhóu)與端拾(shí)器
標準六軸機器人用於衝壓生產能夠(gòu)達到8件/min的(de)生(shēng)產節拍,為了進一步提高生產率,近年來機器人製(zhì)造廠家(jiā)與係統集成商(shāng)紛(fēn)紛研發附加七軸。采用七(qī)軸後,機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(rén)自動化衝壓線(xiàn)的生產率能夠與昂貴的專用機械手高速(sù)線一較高下。
(9)線尾碼垛係(xì)統
自動化衝壓線的生產(chǎn)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限,為了適(shì)應這種高節奏的產出,需要先對衝壓件成(chéng)品進行分流,然後由人工或機器人將(jiāng)其(qí)碼入料(liào)架,zui後由(yóu)鏟車將(jiāng)料架運走。

自動化衝壓生產線