一、多機連線機械手
分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(jiào)大且品類眾多(duō)的小型(xíng)衝壓件。
二、多(duō)機連線機器人
一般適用(yòng)於外觀和成形性要求較高的大型衝壓件(汽車零部(bù)件等)。
三、機(jī)器人衝壓自動化生產線的一般構成
典型的(de)機器人衝壓自動化(huà)生產線包含(hán)以下部分:機器人(rén)、電控係統、拆垛(duǒ)裝置、過渡皮帶、板料清洗機、板(bǎn)料塗油機、對中台、線尾碼垛係統、安全防護係統及機器人端拾器(qì)。具體(tǐ)布置(zhì)方式可以根據生產車間的麵(miàn)積進行調整,如拆垛(duǒ)車的開出方式既可以與衝壓線平行也可以(yǐ)與衝(chōng)壓線垂直。
1. 衝壓機器人
衝(chōng)壓生產用(yòng)機器人除了要求負載(zǎi)大、運行軌(guǐ)跡精確及性能穩定可靠等搬運機器人所共有的特性(xìng),還要滿足頻繁起(qǐ)/製動、作業範圍大、工件尺寸及回轉麵積大等特(tè)點。各個生產廠家的衝壓機器人都在普通搬運機器人的基礎上加大了電(diàn)動機功率及減速機規格,加長了手臂,並廣泛(fàn)采用棚架式安裝結構(gòu)。
2. 機器人衝壓自(zì)動化線控製係(xì)統
機器人衝壓自動化(huà)係統需要集成壓力機、機器人、拆垛機、清洗(xǐ)機、塗油機、對中台、雙料檢測裝置、視覺識別係統(tǒng)、各種皮帶(dài)、同(tóng)步控(kòng)製係統、安全防護係(xì)統及大屏(píng)幕顯示,並具有無縫集成(chéng)進工廠MES係統的能力(lì)。為了把如此多的智能控製係統有效集成,一般采用(yòng)以太網與工業現場總線二級(jí)網絡係統,其中現場總線係(xì)統可能(néng)同時(shí)搭載安全總線。

3. 拆垛係統
目前常(cháng)見的拆垛係統有三種,分別是專用拆(chāi)垛機/機器人+拆垛小車/桁架(jià)式機(jī)械手+拆垛小車。
(1)專用拆(chāi)垛(duǒ)機
其結構特點是垛料放置(zhì)在可移動液壓升降台(tái)車(chē)上;垛(duǒ)料高度依靠與光電傳感器與液壓係統控製,保持恒定;磁力分張器依靠氣動(dòng)或(huò)電動驅動自動貼近垛料;采用氣缸驅動、矩陣布置的真空吸盤組進行拆垛,真(zhēn)空(kōng)吸盤組垂直運動;拆成單張的(de)板料采(cǎi)用磁性皮帶傳輸(shū)。
(2)機(jī)器人+拆垛小車(chē)
其結構特點是垛料放置在可移動的拆垛小車(chē)上;垛料高度不控製,拆垛時依(yī)靠計算的板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上,支架可平移(yí)並具(jù)有多個可自由旋轉(zhuǎn)的調整關節,更(gèng)換垛(duǒ)料時人工將磁力分張器靠(kào)在垛料周邊(biān);拆垛用真空吸盤組及雙料檢測傳感器安裝在機器人端拾(shí)器上;拆成(chéng)單張的板(bǎn)料由(yóu)機器人(rén)放置在可伸縮過渡(dù)皮帶上進(jìn)行傳輸。
(3)桁架式(shì)機械手+拆垛小車
其結(jié)構特點是垛料放置在可(kě)移(yí)動的拆垛小車(chē)上;垛料高度不(bú)控製,拆垛時依靠計算的(de)板料厚度自動調整機械手(shǒu)吸料高(gāo)度;磁力分張器支架安裝在拆垛小車上,支(zhī)架可平移並具有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(chāi)垛用真空吸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(zhì)在可伸縮過渡皮帶上進行傳(chuán)輸。
(4)可伸縮皮帶機
可伸縮皮帶機用(yòng)於拆垛完成後(hòu)單張板(bǎn)料的傳輸,它可以為(wéi)板料提供穿(chuān)過清洗機所需(xū)的移動速度。皮帶(dài)機的速度(dù)一般(bān)為變頻控製(zhì),以(yǐ)保證與後續清洗(xǐ)機、塗油機的同步。皮帶長度可調整,以填補不進行板料清洗、清洗機離線時的空間。
(5)板料清洗機
可伸縮(suō)皮帶機用於拆垛完(wán)成後單(dān)張(zhāng)板料的傳輸,它可以為(wéi)板料提供穿過清洗(xǐ)機所需的移動速度(dù)。皮帶機的速度一般為變頻控製,以保(bǎo)證(zhèng)與後續清洗機、塗油機的同步。皮帶長度可調(diào)整,以填補不進行板料清洗、清洗機離線(xiàn)時的空間。
隨著客(kè)戶對汽車表麵(miàn)質量的要求越來越高,在衝壓成形(xíng)前對覆蓋件板料進行清洗已經成為汽車廠的標準工藝。根據(jù)產量(liàng)大小,板料清(qīng)洗可(kě)以分為在線清洗和離(lí)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(de)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(gé)一(yī)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(wéi)的尺寸,在線清洗機的規格一般寬度為4.2m。
清洗機(jī)由引料輥、毛刷輥及擠幹輥組合的輥(gǔn)係,動力及(jí)傳動係統、液壓調(diào)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(gòu),以及電氣控製係統等組成(chéng)。主要用(yòng)於標準板材、未塗層、鍍鋅(xīn)板以及(jí)鋁板等板料、卷料(liào)的清洗。清洗機具有(yǒu)自行走機(jī)構,在不需要清洗工序時,整機(jī)可沿地麵軌道開出。
引料輥、毛刷輥(gǔn)、擠幹輥各自具有獨立的壓力調整與變頻驅動(dòng)機構,通過精確(què)調整壓力與速度,可以保(bǎo)證磨損(sǔn)、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(tí)供良好的(de)擠幹和張緊性能(néng),並(bìng)具(jù)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(huán)境溫度下使用並達到zui佳塗油(yóu)效果。電氣係統采用具有現場總線通信功能(néng)的PLC控製(zhì),通過觸(chù)摸屏人機界麵可以進行參數設定、故障診(zhěn)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(zhì)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(chǎng)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(yán)前的塗油(yóu)工序,由噴槍單元、供油及油液保溫(wēn)單元、噴射供氣單元、板料輸送單元、油霧收集單元、電氣控製單元及機身等組成。塗油機具有行走機構,在不需要塗油時可(kě)以移動(dòng)離(lí)線。噴嘴采用(yòng)數字(zì)化控製,保證板料上油膜位置的準確和油膜厚度的均勻。不管環境溫度如(rú)何變化(huà),供油及油液(yè)保溫單元均處於等待(dài)噴射狀態,油液溫度恒定,保證噴射效果。
(7)板料對中台
為了(le)保證板料被準確地放置在模具內,在機器人拾取板料前需要對板料進(jìn)行對中。常用的對(duì)中台有重力對中台、機械對中台及光學對中台三種。
1)重力對中台
板(bǎn)料在裝滿滾珠的斜麵上依靠重力(lì)自由滑向一角(jiǎo)進行定位,台上(shàng)具有板料到位檢測及雙料檢測。重力(lì)對中台適(shì)用於機(jī)器人直接放置板(bǎn)料,不適用於具有清洗機、塗油(yóu)機的自動線。
2)機械對中台
板料依靠(kào)磁性皮袋(dài)移動至(zhì)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。所有打料器的位置可示教編程,對中台具有板(bǎn)料到位檢測及雙料檢測。機械(xiè)對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)光學對中台
這是近幾年發展的(de)技術,其原理(lǐ)是利(lì)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(miǎn)了機械對中台的複雜機構(gòu)。光學對(duì)中台本質上是(shì)一個具有(yǒu)板料到位檢測及雙料檢測的(de)磁性皮帶機,相比機械對中台,光學對中台能夠顯著降低成本。
(8)機器人七軸與端拾器
標準(zhǔn)六軸機器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(qì)人製造廠家與係統集成商紛紛研發附(fù)加七軸。采用七軸後(hòu),機器人衝壓自動化生產線(xiàn)的(de)生產節拍(pāi)可以進一步提高到12件/min,使得機器(qì)人自(zì)動化衝壓線的生產率能夠與昂貴的專用(yòng)機械手高速線一較高下。
(9)線尾碼垛係統(tǒng)
自動化衝壓線的生產(chǎn)節(jiē)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,需要先對衝壓件成品進行分流,然後由人工(gōng)或機器人將其(qí)碼入料架,zui後由鏟車將料架運走。

自動化衝(chōng)壓生產(chǎn)線