一、多機連線機械手
分為多機滑塊同步模式及滑塊自(zì)由模式,一般適用於產量要(yào)求(qiú)較大(dà)且品(pǐn)類眾多的小型衝壓件。
二、多機連線機(jī)器人
一般適(shì)用於外觀和成形性要求較高的大型衝壓件(汽車(chē)零部(bù)件等)。
三、機器人衝壓自動(dòng)化生產線的一(yī)般構成
典型(xíng)的機器(qì)人衝壓自動化生(shēng)產線包含以下部分:機器人、電控係統(tǒng)、拆垛裝置、過渡皮帶、板料清洗(xǐ)機、板料塗油(yóu)機、對中台(tái)、線尾碼垛係統、安全防護係(xì)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(jīng)確及性能穩定可靠(kào)等搬運機器人所共(gòng)有的特(tè)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(děng)特(tè)點。各個生產(chǎn)廠家的衝壓機器人都在(zài)普通(tōng)搬(bān)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(jī)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(jiào)識(shí)別係(xì)統、各種皮帶、同步控製係統(tǒng)、安全防(fáng)護係統及(jí)大屏幕顯示,並(bìng)具有無縫集成進工廠MES係統的能力。為了把如此多的智能控(kòng)製係統有效集成,一般采用以太網與工業現場總線二(èr)級網絡係統,其中現(xiàn)場總線係統可能同時(shí)搭載安(ān)全總線。

3. 拆垛係統
目前常見的拆垛係統有三種,分別是專(zhuān)用拆垛機(jī)/機器人(rén)+拆垛小車/桁架式機械手+拆垛小車。
(1)專用(yòng)拆垛機
其結構特點是垛料放置(zhì)在可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製,保持恒定;磁力(lì)分張(zhāng)器依靠氣動或(huò)電動(dòng)驅動自動貼近(jìn)垛料;采用氣缸驅動、矩陣布置的真空吸盤組進行拆垛,真空吸盤組垂直運動;拆成單張(zhāng)的板料采用磁性皮帶傳(chuán)輸(shū)。
(2)機器人+拆垛小車
其結構特點是垛料放置(zhì)在可移(yí)動的拆(chāi)垛小車上;垛(duǒ)料(liào)高度不控製,拆垛時依靠計算的板料厚度自動調(diào)整機器人吸料高度;磁力(lì)分(fèn)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傳感器安裝在機器人端拾器上;拆成單張的板料由機器(qì)人放置(zhì)在可伸縮過渡皮帶上進行(háng)傳輸(shū)。
(3)桁架式機(jī)械手+拆垛小車
其結構特(tè)點是垛料放置在可移動的拆垛小車上;垛料高度不控製,拆垛時依靠計算的板(bǎn)料(liào)厚度自動調整機械手吸料高度;磁力分張(zhāng)器支架安裝在拆垛小車上,支架可平移並具有(yǒu)多個可自由旋轉(zhuǎn)的調整關節,更換垛料時人工將磁力分張器靠在(zài)垛料周邊;拆垛用真空吸盤組及雙料檢測傳感(gǎn)器安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(guò)渡皮帶上進行傳輸。
(4)可伸縮皮帶機
可伸縮皮帶機用於(yú)拆垛完成後單(dān)張板料的傳輸,它可以(yǐ)為板料提供穿過(guò)清洗機所需的移動速度。皮帶機的速度一般為變頻控製,以保證與後續清洗機、塗油機的(de)同步。皮帶長度可(kě)調(diào)整,以填補不進行板料清洗、清(qīng)洗機離線時(shí)的空間。
(5)板料清洗機
可伸縮皮帶機用於拆垛完成後(hòu)單張板料的傳(chuán)輸,它可以為板料提供穿過(guò)清洗機所需的移動(dòng)速度(dù)。皮帶機的速度一般為變頻控製,以保證與後續(xù)清洗機、塗油(yóu)機的同步。皮帶長度可調(diào)整(zhěng),以填(tián)補不進行板料清(qīng)洗、清洗機離線時的空間。
隨著客戶對汽車表麵質量的要求越(yuè)來越高,在衝壓成形前對(duì)覆蓋件板料進行清(qīng)洗已經成為汽車廠的標準工藝。根據產量(liàng)大小(xiǎo),板料清洗可以分為在線清洗和離線清洗兩種工藝:離線(xiàn)清洗適用於(yú)投產(chǎn)初期,單車型產量較低的企業,一條板(bǎn)料清洗線可以供應2~3條衝壓(yā)線,離線清洗機的規格一般寬度為2m;在線清洗適用於批量較大的企業,為適應轎車整體側圍的(de)尺寸,在線清洗機的規格一般寬度為4.2m。
清洗機由引料輥、毛刷(shuā)輥及擠幹輥組合(hé)的輥係,動力及傳動係統、液壓(yā)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,以及電氣控製係統等組成。主要用於標準板(bǎn)材、未塗(tú)層、鍍(dù)鋅(xīn)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(yào)清洗工序時,整機(jī)可沿地麵軌道開出。
引料輥、毛刷(shuā)輥、擠幹輥各自具有(yǒu)獨立的壓力調整(zhěng)與變頻驅動(dòng)機構,通過精確調整壓力與速度,可以保證磨損、維修後的輥係與生產線保持同步。擠幹輥采用無紡布層壓布輥,以提供良好的擠幹和張緊性(xìng)能,並具有防擦(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(huán)境溫度下使用並達到zui佳塗油效果。電氣(qì)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(jiè)麵(miàn)可以進行參數設(shè)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(xíng)時的質量,在衝壓成形前對板料進行局部塗抹(mò)拉延(yán)油是汽車廠常用的工藝手段,適用於(yú)自動化衝壓線的塗油(yóu)機。
塗油機主(zhǔ)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、噴射供氣單(dān)元、板料輸送單元(yuán)、油霧收集(jí)單元、電氣控製單元及機身等組成。塗油機具有行(háng)走機構,在不(bú)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)油膜位置的準確和油膜(mó)厚度的均勻。不管環(huán)境溫度如何變化,供油(yóu)及油液保溫單元(yuán)均處於等(děng)待噴射狀態,油液溫(wēn)度恒定,保證噴射效果(guǒ)。
(7)板料對中台
為(wéi)了保證板料被準確地放置在模具內(nèi),在機器人(rén)拾取板料前需要對板料進行對中。常用的對中台有重力對中台、機(jī)械對中台及(jí)光學對(duì)中(zhōng)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自由滑向一角進行定位,台上具有板料到(dào)位檢測及(jí)雙料檢測。重力對中台適(shì)用於機器人直接放置板料,不適用於具有清洗機、塗油機的自動線。
2)機械(xiè)對中台
板料依靠磁性皮袋移動至擋(dǎng)塊,再由另外三側的氣缸驅動(dòng)打料器向中心推,從而(ér)實現精確定(dìng)位。所(suǒ)有(yǒu)打料器的位置可示教編程,對中台具有(yǒu)板料到位檢測及雙料檢測。機械對中台能夠滿足各(gè)種異性料的高(gāo)速對中。另外,可采用雙中心設計,以滿足同時處理一模兩(liǎng)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(xué)對中台
這是近幾年發展的(de)技術,其原(yuán)理是利用拍照獲得的板(bǎn)料位(wèi)置圖像經視頻處理軟件後自(zì)動調(diào)整機(jī)器(qì)人(rén)的軌跡,從而既滿足zui終將板料精確置(zhì)入模具內的要求,又避免了機械對中台的複雜機構。光(guāng)學對(duì)中台本質上是一個具有板料到位檢測及雙料(liào)檢測的磁性皮(pí)帶機,相比機械對中台,光(guāng)學對中台能夠顯著降低成本。
(8)機器(qì)人七軸與端拾器
標準六軸機器(qì)人用於衝壓生產能夠達到(dào)8件/min的生產節拍,為了進一步(bù)提高生產率,近年來機器(qì)人製造廠家與係統集成商(shāng)紛紛研發附加七軸。采用七軸後,機器人衝壓(yā)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壓線的生產率能夠與昂貴的專用機械手高速線(xiàn)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,這時線尾碼垛工位的負荷就(jiù)超過勞動極限,為了適應這種高節奏的產出,需要先對衝壓件(jiàn)成品進行分流,然後由人工或機器人將其碼入(rù)料架,zui後由鏟(chǎn)車將料架運走。

自動化衝壓生產線