一、多機連線機械手
分為多機滑塊同步模(mó)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(qì)人
一般適用(yòng)於外觀和成(chéng)形性(xìng)要求較高的大型衝壓件(汽車零(líng)部件(jiàn)等)。
三、機器人衝壓自動化生產線的一(yī)般(bān)構成
典型的機器人衝壓自動化(huà)生產線包含以下部分:機(jī)器人、電控係統、拆垛裝置、過渡皮帶、板(bǎn)料清洗機、板料塗油機、對中台、線尾碼垛係(xì)統、安全防護係統及(jí)機器人端拾(shí)器。具體布置方式可以根據生產車間的麵積進行(háng)調整,如拆垛車的開出(chū)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(qì)人(rén)
衝壓生產用機器人除了要求(qiú)負載大、運行軌跡精確及性能穩定可靠(kào)等搬運機器人所共(gòng)有的特性,還要滿足(zú)頻繁起/製動、作業範圍大、工件尺寸及回轉(zhuǎn)麵積(jī)大等特點。各個生產廠家的衝壓(yā)機器人都在(zài)普通搬運機器人的基礎(chǔ)上加大了電動機功率及(jí)減速(sù)機規格,加(jiā)長了手臂,並廣泛(fàn)采(cǎi)用棚架式安裝結構。
2. 機器人衝壓自動化線(xiàn)控製係統
機器人衝(chōng)壓自動化係(xì)統需要集成壓力機、機(jī)器人、拆垛機、清洗機、塗油機、對中台、雙(shuāng)料檢(jiǎn)測(cè)裝置、視覺(jiào)識別(bié)係統、各種皮帶、同步控製(zhì)係統、安全防護係統及大屏幕顯示,並具有無縫集成進工(gōng)廠MES係統的能力。為(wéi)了(le)把如此多的智能(néng)控製係統有效集成,一般采用(yòng)以太網(wǎng)與工業現場總線二級網絡係統,其中現場總線係統可(kě)能同時搭載(zǎi)安(ān)全總線。

3. 拆垛係統
目前(qián)常見的拆垛係統有三種,分別是專用拆垛機/機器(qì)人+拆垛小車/桁架式機械手+拆垛小車。
(1)專用拆垛機(jī)
其結(jié)構特點是垛料放置(zhì)在可移動液壓升降台車(chē)上(shàng);垛料高度依靠與光電傳感器與液壓係統控(kòng)製,保持恒定;磁力(lì)分張器依靠氣動或電(diàn)動驅動(dòng)自動貼近垛(duǒ)料;采用氣缸(gāng)驅動、矩陣布置的真空吸盤組進行拆垛,真空(kōng)吸盤組垂直運動;拆成單張的板料采用磁(cí)性(xìng)皮帶(dài)傳輸。
(2)機器人(rén)+拆垛小車
其結構特(tè)點(diǎn)是垛料放置在可移動的拆垛小車上;垛料高(gāo)度不控製,拆垛時依靠計算的板料厚(hòu)度自動調整(zhěng)機器人吸料高度;磁(cí)力分(fèn)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(yóu)旋轉的調整關節,更換垛料(liào)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(chuán)感器安裝在機器人端拾器上;拆成單張的(de)板料由(yóu)機器人放置在可伸縮過(guò)渡皮帶上進行傳輸。
(3)桁架(jià)式機械手+拆垛小車
其結構特(tè)點是垛料(liào)放置在可移(yí)動的拆垛小車上;垛料(liào)高度不控製,拆垛時依靠計算的(de)板料厚度(dù)自動(dòng)調整機械手吸(xī)料高度;磁力分張(zhāng)器支架(jià)安裝在拆垛小車上,支架可平移並具有多(duō)個可自由旋轉(zhuǎn)的調整關節(jiē),更換(huàn)垛料時人工將磁力分(fèn)張器靠在垛料周邊;拆(chāi)垛(duǒ)用真空吸(xī)盤組及雙料檢測傳感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渡皮帶上進行傳輸。
(4)可伸縮皮帶(dài)機
可伸縮皮帶機用於拆垛完成後(hòu)單張板料的傳輸,它可以為板料提供穿(chuān)過清洗(xǐ)機所(suǒ)需的移(yí)動速度。皮帶機的速度一般為變頻控製(zhì),以(yǐ)保證與後續清洗機(jī)、塗油(yóu)機的同步(bù)。皮(pí)帶長度可調整,以填補不進行板料清洗(xǐ)、清洗機離線時的空間。
(5)板料清洗機
可伸縮皮帶(dài)機用於(yú)拆垛完成後單張板料的傳輸,它可以為板料提供穿過清洗機所需的移動(dòng)速度(dù)。皮帶機的速度一般為變頻控製,以保證(zhèng)與後續清洗機、塗油機的同步。皮帶長(zhǎng)度可調整,以填補不進行板料清洗(xǐ)、清洗機離線時的(de)空間(jiān)。
隨著客戶對汽車表麵(miàn)質量的要求越來越高,在衝(chōng)壓成形前對覆蓋(gài)件板料進行清(qīng)洗已經成為汽車廠(chǎng)的標準(zhǔn)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(shì)用於投(tóu)產初期,單車型產量較(jiào)低的(de)企業(yè),一條板料清洗線可以供(gòng)應2~3條衝壓線(xiàn),離線清洗機的規(guī)格一般寬度為2m;在線清洗(xǐ)適用於批量較大的企業,為適應轎車整(zhěng)體側圍的尺寸,在線清洗機的規格一般寬度為4.2m。
清(qīng)洗機由引料輥、毛刷輥及擠幹輥組合的輥係,動力(lì)及傳(chuán)動係統、液壓調整機構,清洗過濾係統,集束噴管組件,油霧收(shōu)集器,潤滑係統(tǒng),行走機構,以及電氣控製係統等組成。主要用於標準板材(cái)、未塗層、鍍鋅板以及鋁(lǚ)板等板料、卷料的清洗。清洗機具有自行走機構,在不需(xū)要清洗工序時,整(zhěng)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頻驅動機構,通過精確調整壓力與速度,可以(yǐ)保證磨損(sǔn)、維修後的輥係與(yǔ)生產線保持同步。擠幹輥采用無紡布層壓布輥,以提(tí)供良好(hǎo)的(de)擠幹和張緊性能,並具有防擦傷和(hé)自愈功能。清洗油(yóu)箱具有加熱係統,可以使清洗介質在不同(tóng)環境溫度下使用並達到(dào)zui佳塗油效果。電氣係統采用具有現場總(zǒng)線(xiàn)通信功能的PLC控製,通過觸摸屏人機界麵(miàn)可以進行參數設(shè)定、故(gù)障診斷(duàn)。

(6)板料塗油機
為了保證(zhèng)板料在較(jiào)高速度(dù)下拉延成形時(shí)的質(zhì)量,在衝壓成形前對板料進行局部塗抹拉延(yán)油是汽車廠常用的工藝手段,適用於自動化衝壓線的塗油機。
塗油機主要用於板材拉延前的塗油工序,由噴槍單元、供油及油液保溫單元、噴射供氣單元、板料輸送單元、油霧收集單元、電(diàn)氣控製單元及機身等(děng)組成。塗油機具有(yǒu)行(háng)走機構,在不需要塗油時可以移動離線。噴嘴采(cǎi)用數字化控(kòng)製,保證板料上(shàng)油膜位置的準確和油膜厚度(dù)的均勻。不管環境溫度(dù)如何(hé)變(biàn)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(tái)
為了保(bǎo)證板(bǎn)料被準確地放置在模具內(nèi),在(zài)機器(qì)人拾取板(bǎn)料前需要對板料進行對中。常用(yòng)的對(duì)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(duì)中台
板料在裝滿滾珠的斜麵(miàn)上依靠重力自由滑向一角進行定位,台上具有板料到位檢測及雙料檢測。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、塗油機的自動線。
2)機械對中台
板料依靠磁性皮袋移動至擋塊,再由另外三側的氣缸驅動打(dǎ)料器向中心推,從而實現精確定位。所有打料器的位置可示教編程,對中台具有板料到位檢(jiǎn)測及雙料檢(jiǎn)測。機械對中台能夠滿足各種異性料的高速對中。另外,可采用雙中心設計,以滿(mǎn)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測。
3)光學對中台
這是(shì)近幾年發展(zhǎn)的(de)技(jì)術,其原(yuán)理是利(lì)用拍照獲得(dé)的板料位置圖像經視頻處理軟件後自動調整機器(qì)人的軌跡,從而既滿足zui終將板料精確置入模具內的要求,又避免了機(jī)械對中(zhōng)台的複雜(zá)機構。光學對中台本(běn)質上是一個(gè)具有板料到位檢測及雙料檢測的磁性皮帶機,相比(bǐ)機械對中台,光學對中台能夠顯著降低成本。
(8)機器人七軸(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,為了進一步提高生產(chǎn)率,近年來機器人製(zhì)造廠家與係統集成商紛紛研發(fā)附(fù)加七(qī)軸。采用七軸後,機器人衝壓自動化生產線的生產節拍可以(yǐ)進一步提高到12件/min,使得機(jī)器人(rén)自動化(huà)衝壓線的生產率能夠(gòu)與昂貴的專用機械手(shǒu)高速線一較高下。
(9)線尾碼垛(duǒ)係統(tǒng)
自動(dòng)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(jiē)奏的產出,需要先對(duì)衝壓(yā)件成品進行分(fèn)流,然後(hòu)由人工或機器人將其碼入料架,zui後由鏟車將料架運走。

自(zì)動化衝壓生產線