一、多(duō)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(chǎn)量要求較大且品類眾多的(de)小型衝壓(yā)件。
二(èr)、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(líng)部件等)。
三、機器人衝壓自動化生產線的一般構成
典(diǎn)型的機器人衝壓自動化生產線包含(hán)以下部分:機器人(rén)、電控係統、拆垛(duǒ)裝置(zhì)、過渡(dù)皮帶、板料清洗機、板料塗油機(jī)、對中台、線尾碼垛係統、安全防護係統及(jí)機器人端拾器。具體布置方式可以根據生產車間的麵積進(jìn)行調整,如拆垛車的開出方式既可以與衝壓線(xiàn)平行也可以與衝壓線垂直。
1. 衝壓機器人
衝壓生產用機器人除了要求負載大、運行軌跡精確及性能穩定(dìng)可靠等搬運機器人所共有的(de)特性,還要滿足(zú)頻繁起/製動、作業範圍大、工(gōng)件尺寸及回轉麵積大等特點。各個生產廠家的(de)衝壓(yā)機器人都(dōu)在(zài)普通搬運(yùn)機器人的基礎上加大了電動機功率及減速機規格,加長了手臂(bì),並廣泛采用棚架式安裝結構。
2. 機器人(rén)衝壓自動化線控製係統
機器人衝壓自動化係統需(xū)要集成壓力機、機器人(rén)、拆垛機、清洗機、塗油機(jī)、對中台、雙料檢測裝置(zhì)、視覺識別係統、各種皮帶、同步控製係統、安全防護係統(tǒng)及大屏幕顯示,並具有無縫集成進工廠MES係統的(de)能力。為(wéi)了(le)把如此多的(de)智能控製係統有效集成,一(yī)般(bān)采用以太網與工業現場總線二級網絡係統,其中現場總線(xiàn)係統可(kě)能同時搭載安全總線。

3. 拆垛係統
目前(qián)常(cháng)見的拆垛係統有三(sān)種,分別是專用拆垛機/機器人+拆垛小車/桁架式機械手(shǒu)+拆垛小車。
(1)專用拆垛機
其結構(gòu)特(tè)點是垛料放置在(zài)可移動液壓升降(jiàng)台車上(shàng);垛料(liào)高(gāo)度依靠與光電傳感器與液壓係統控製,保持恒定;磁力分(fèn)張器依靠氣動(dòng)或電動驅動自動貼近垛料;采用氣缸(gāng)驅動、矩陣布置的真(zhēn)空吸盤組進行拆垛,真空吸盤組垂直運動;拆成(chéng)單張的板(bǎn)料采用磁性皮帶傳(chuán)輸。
(2)機器人+拆(chāi)垛小車
其結構特點是垛料(liào)放置在可移動的拆垛小(xiǎo)車上;垛料高(gāo)度不控製,拆垛時依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(zhī)架安裝在拆垛小車上,支架可平移並具有多個可自(zì)由旋(xuán)轉的調整關節,更換(huàn)垛(duǒ)料時(shí)人工將磁力分張器靠在垛料周邊;拆垛用真空吸盤組及(jí)雙料檢測傳感器安裝在機器(qì)人端拾器上;拆成單張的板(bǎn)料由機器人(rén)放置在可伸縮過(guò)渡皮帶上進行傳輸。
(3)桁架式(shì)機械手+拆垛小車
其結構特點是垛料放置在(zài)可(kě)移動的拆垛小車上;垛料高(gāo)度不控製,拆垛時依靠計算(suàn)的板料(liào)厚度自動調整機械手吸料高度;磁力分張器(qì)支架安裝(zhuāng)在拆垛小車上,支架可平移並具有多個可自由旋轉的調(diào)整關節(jiē),更換垛料時人工將(jiāng)磁力分張器靠在垛料周邊(biān);拆垛用真空(kōng)吸盤組及雙料檢(jiǎn)測傳感器安裝在桁(héng)架式機械手端拾器上;拆成(chéng)單(dān)張的板料由機械手放置在可伸縮(suō)過(guò)渡皮帶上進行傳輸。
(4)可伸縮皮帶機
可(kě)伸縮皮帶機用於拆垛完成後單張(zhāng)板料的傳輸,它可以為板料提供穿過清洗機所需(xū)的移動速度。皮帶機的速度一般為變頻(pín)控製,以保證與後續清洗機、塗油(yóu)機的同(tóng)步。皮帶(dài)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(kě)伸縮皮帶機用(yòng)於拆(chāi)垛完成(chéng)後單(dān)張板料的傳輸,它可(kě)以為板(bǎn)料提(tí)供穿(chuān)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(zhèng)與後續清洗機、塗油機的同(tóng)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)的空間。
隨著客戶對(duì)汽車表麵質量的要求越來越高,在(zài)衝壓成形前對覆(fù)蓋件板料(liào)進行清洗(xǐ)已經(jīng)成為汽車廠的標(biāo)準工(gōng)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(lí)線清洗適用於投產初期,單車型產量較低(dī)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(guī)格一般寬度為2m;在線清洗適(shì)用於批量較大的企業,為適應轎(jiào)車整體側圍(wéi)的尺寸,在線清洗機的規格一般(bān)寬度為4.2m。
清洗機由引料輥、毛刷輥及擠幹(gàn)輥組合的輥係,動力及傳動係(xì)統(tǒng)、液壓(yā)調整機構,清洗過濾係統,集束噴管組件(jiàn),油霧收集(jí)器,潤滑係統,行走機構,以及電氣控製係(xì)統等組(zǔ)成。主要用於標準板材、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(zài)不需要清洗工序時,整機可沿地麵(miàn)軌道開出。
引料輥、毛刷輥、擠幹輥各自具有獨立的(de)壓力調(diào)整與變頻驅動機(jī)構,通過精確調整壓力與速度,可(kě)以(yǐ)保證磨損、維修後的輥(gǔn)係與生(shēng)產線(xiàn)保持同步。擠(jǐ)幹輥(gǔn)采用無紡布層壓布(bù)輥,以提供良好的擠幹(gàn)和張緊性能,並具有防擦傷和自愈功能。清洗油箱(xiāng)具有加熱係(xì)統,可以使清洗介質(zhì)在不(bú)同環境溫度下使用並(bìng)達(dá)到zui佳塗油效果。電氣係統采用(yòng)具有(yǒu)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(háng)參數設定、故障診斷(duàn)。

(6)板料塗油機(jī)
為了保證板料在較高速(sù)度(dù)下拉延成形時的質量,在衝壓成形前(qián)對板料進行局部塗抹拉延油(yóu)是汽車廠常用的工藝手段,適(shì)用於自(zì)動化衝壓線的塗油機。
塗油機主要用於板(bǎn)材拉延前的塗油工序(xù),由噴槍單元、供油及油液保溫單元(yuán)、噴射供氣單元、板料輸(shū)送單元、油霧收集單元、電氣控製單元及機身(shēn)等組成。塗油機具有行走機構,在不需要塗油時可以移動離線。噴(pēn)嘴采用數字化控製,保證(zhèng)板料上油膜位置的(de)準確和油膜厚度(dù)的均勻。不管環境溫度如何變(biàn)化(huà),供油及油液保溫單元均處於等待噴射狀態,油(yóu)液溫度恒定,保證噴(pēn)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(qì)人拾取板料前需要對板料進(jìn)行對中。常用的對中台有重力對中台、機械對(duì)中台及光學對中台三種。
1)重力對中台
板料(liào)在裝滿滾珠的斜麵上依靠重力自由滑向一角進行定位(wèi),台上具有板料到位檢測及雙料檢測。重力(lì)對中台適用於機器人直接放(fàng)置板料,不適用於具有清洗(xǐ)機、塗油機的自動線(xiàn)。
2)機械對中台
板料依靠磁性皮袋移動至擋塊,再由另外(wài)三側的氣缸驅(qū)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,對中台具有板料到位檢測及雙料檢測(cè)。機械對中台能夠滿足各種異性料的高速對中。另外,可(kě)采用雙中心設計,以滿足同時(shí)處理一模兩件或雙(shuāng)模雙(shuāng)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(nián)發展的技術,其原理是利用拍照獲得的板料位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(bì)免了機(jī)械對(duì)中台的複雜機構。光學對中台本質上是一個具有板料到位檢測及雙料檢測(cè)的磁(cí)性皮帶機,相比機械對(duì)中台,光學對中台能夠顯著降(jiàng)低成本。
(8)機器人七軸(zhóu)與端拾器
標準(zhǔn)六軸機器人用於衝壓(yā)生產能夠達到(dào)8件(jiàn)/min的生產節拍,為了進一步(bù)提高生產率,近年來機器人製造廠家與係統集成(chéng)商紛紛研發附加七軸。采用七軸後,機器人衝(chōng)壓自動化生產線的生產節拍可以進一步提高到12件/min,使得機器人自動化衝壓線的生產率能(néng)夠與昂貴的專用機械(xiè)手高速線一較高下。
(9)線尾碼垛(duǒ)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(fù)荷就超過勞動極限,為了適應這種高節(jiē)奏的產出,需要先對衝壓件成品進行分流,然後由人工或機器人將其(qí)碼入料架,zui後由鏟車將料架(jià)運走。

自(zì)動化衝壓生產線