一、多機(jī)連線機械手
分為多機滑塊(kuài)同步模式及滑塊自由模式,一般適(shì)用於產量要求較大且品(pǐn)類眾多的小型衝壓件。
二、多機(jī)連線機器人
一般(bān)適用(yòng)於外觀和成形性要求較高的大(dà)型衝壓件(汽車零部件等)。
三、機(jī)器人衝壓自動化生產線(xiàn)的(de)一般構成
典型的機器人(rén)衝壓自動化生產線包(bāo)含以(yǐ)下部(bù)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(tú)油機、對中台、線尾碼垛係統、安全防護係統及機器人端拾器。具體布置方式可以根據生產車間的麵積進(jìn)行調(diào)整,如拆垛車(chē)的開出方式既(jì)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(jì)精確及性能穩定可靠等搬運機器人所共有的特性,還要滿足頻繁起/製動、作業範圍(wéi)大、工(gōng)件尺寸及回轉麵(miàn)積大等特點。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動機功率及減速機(jī)規(guī)格,加長了手臂,並廣泛采用棚架式安裝結構。
2. 機(jī)器人衝壓自動化線控製係統(tǒng)
機器人衝壓自動化係統需要(yào)集成壓力機、機器人、拆(chāi)垛機、清洗機、塗油機、對(duì)中台、雙料檢測(cè)裝置、視覺識別係統(tǒng)、各種皮(pí)帶、同步控製係統、安全防護係統及大屏幕(mù)顯示,並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製係統有效集(jí)成,一般采用以太(tài)網與工業現場總線二(èr)級網絡(luò)係統,其中現場總線(xiàn)係統可能同(tóng)時搭載安全總線。

3. 拆垛係統
目前常見的拆垛(duǒ)係統有三種,分別是專用拆垛機/機器人+拆垛小車/桁架式(shì)機械手+拆垛小車。
(1)專用拆垛機
其結構(gòu)特點是垛料放置在(zài)可移動液壓升降台車上;垛料高度依靠(kào)與光電傳感(gǎn)器與液壓係統控製,保持恒定;磁力分張器依靠氣(qì)動或電動驅(qū)動自(zì)動貼(tiē)近垛(duǒ)料;采用氣缸驅(qū)動(dòng)、矩陣(zhèn)布置的真空吸盤組進行拆(chāi)垛,真空吸盤組垂直運動;拆成單張的板料采用磁性皮(pí)帶傳(chuán)輸。
(2)機器人+拆垛小車
其結構特點是垛料(liào)放置在可移(yí)動的拆垛小車上(shàng);垛料高度不控製(zhì),拆垛時依靠計算的板料厚度自動調整機器人吸料高(gāo)度;磁力分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旋轉的調整關節,更換垛料時人工將磁力分張器靠(kào)在垛料周邊;拆垛用(yòng)真空(kōng)吸盤組及雙料檢測傳(chuán)感器安(ān)裝在機器人端拾器上;拆(chāi)成(chéng)單張的板料(liào)由機器人放(fàng)置(zhì)在可伸縮過渡皮帶上進行傳輸。
(3)桁架式機(jī)械手+拆垛小車
其結構特點是垛料放置在可移動的拆垛小車上;垛料高度(dù)不控製,拆垛時依靠計算的板料厚度自動調整機械手吸料高度;磁力分(fèn)張器支架安裝在拆垛小車(chē)上,支架可平移並具有多個可自由(yóu)旋轉的調整關節,更換垛料時人工將磁力(lì)分張器靠在垛料周邊;拆垛用真空吸盤組(zǔ)及雙料(liào)檢測傳感器安裝(zhuāng)在(zài)桁架(jià)式機械手(shǒu)端拾(shí)器上;拆成單張(zhāng)的板料由機械手放置在可伸縮過渡皮帶上進行傳輸。
(4)可伸縮皮帶機
可伸縮皮帶機用於拆(chāi)垛完成後單張板料的(de)傳輸(shū),它(tā)可(kě)以為板料提供(gòng)穿過清(qīng)洗機所需的移(yí)動(dòng)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(tú)油機的同步。皮帶長(zhǎng)度(dù)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(qīng)洗機
可伸縮皮帶機用於拆(chāi)垛完成後單張板料的傳輸,它可以為板料(liào)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(pín)控(kòng)製,以保證與後續清洗機、塗油機的同步。皮帶長度可調(diào)整,以填(tián)補(bǔ)不進行板料清洗、清洗機離線時的空間。
隨著客戶對(duì)汽車表麵質量的要求越來越高,在衝壓(yā)成形前對覆蓋件(jiàn)板料進行清洗已經成為汽車廠(chǎng)的標準工藝(yì)。根據(jù)產量大小,板料清洗可(kě)以分為在線清洗和離線清洗兩種工藝(yì):離線清洗適用於投產初期,單車型產量較低的企業,一條板料清洗線可以供應2~3條衝壓線,離線清洗(xǐ)機的規格一(yī)般寬度為2m;在線清洗適用於批量較(jiào)大的企業,為適應轎車整體側圍的尺寸,在線清洗機的規格一般(bān)寬度為4.2m。
清洗機由引料輥、毛刷輥及擠幹輥組合的輥係,動力及傳動(dòng)係統、液壓調整機構,清洗過濾係統,集(jí)束噴管組(zǔ)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。主要用於標準板材、未塗層、鍍鋅板(bǎn)以及鋁板等板料、卷料的清洗。清洗機具有自行走機構,在不需要清洗工序時,整機可沿地麵軌道開出。
引料輥、毛(máo)刷輥、擠幹輥(gǔn)各自具有獨立的壓力調整與變頻驅動機構,通過精確(què)調整壓力與速度,可以保證磨損(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,以提供良好的擠(jǐ)幹和(hé)張緊性能(néng),並具有防擦傷和自愈功能。清洗油箱具(jù)有加熱係統,可以(yǐ)使清洗介質在不同環(huán)境(jìng)溫度(dù)下使用並達到zui佳塗油效果。電氣係統采用具有(yǒu)現場總線通信功能(néng)的PLC控(kòng)製,通過觸摸屏(píng)人(rén)機界麵可以進行參數設定、故障診斷。

(6)板料塗(tú)油機
為了保(bǎo)證板料在較高速度下拉(lā)延成(chéng)形時的質量,在衝壓成形前對板料進行局部塗(tú)抹拉延油是汽車廠常用的工藝手段,適用於自動化衝壓線的塗油(yóu)機。
塗油機(jī)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、電氣控製單元及機身等組成(chéng)。塗油(yóu)機具有行走機構,在不需要塗油(yóu)時可以移動離線。噴嘴(zuǐ)采用數(shù)字化控製,保證板料上油膜(mó)位置的(de)準確和油膜厚度的均勻。不管環境溫度如何變化,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(zhèng)噴射效果。
(7)板料對中台
為了保證板料被(bèi)準確地放置在模具內,在機器人拾取板料前需要對板料進行對中。常用的對中台有(yǒu)重(chóng)力對中台、機(jī)械(xiè)對中台及光學對中台三種。
1)重力對中台
板料在裝滿(mǎn)滾珠的斜麵(miàn)上依靠(kào)重力自由滑向(xiàng)一角進行定位,台上(shàng)具有板料到位檢測及雙料檢(jiǎn)測。重力對中台適用於機器人直接放置板料,不(bú)適用於具有(yǒu)清(qīng)洗機、塗油機的自動線。
2)機械對中台
板料依(yī)靠磁性皮袋移動至擋塊,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,對中台具有板料到位檢測及雙料檢(jiǎn)測。機(jī)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(xīn)設計,以滿足同時處理(lǐ)一模兩(liǎng)件(jiàn)或雙模(mó)雙件的要(yào)求(qiú)。台(tái)上具有板料到位檢測及雙料檢測。
3)光學對中台
這是近幾(jǐ)年發展的技術,其原理是利用拍照獲得的板料位置圖像經(jīng)視頻處理軟件後自動調整機器人的軌跡,從而(ér)既滿足zui終將板料精確置入模具內的要求,又(yòu)避免了機械對中台的複雜機構。光學對中台本質上是一個具有板料到位(wèi)檢測及雙料檢測的磁性(xìng)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
標準六(liù)軸(zhóu)機(jī)器人用於衝壓生產能夠達到8件/min的生產節(jiē)拍,為了進一步(bù)提高生產率(lǜ),近年來機器人製造廠家與係統(tǒng)集成商紛紛研發附加七軸。采用七軸後,機器人衝壓自動化生產線的生(shēng)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(áng)貴的專用機械手高速線一較高下。
(9)線尾碼垛係統
自動化衝壓線的生產節拍(pāi)能夠超過10件(jiàn)/min,這時線尾碼垛工位的負荷就超過勞動極限,為了適應這種(zhǒng)高節奏的產(chǎn)出,需要先對衝壓件成(chéng)品進行分(fèn)流,然(rán)後由人工或機器人將其碼入料架,zui後由鏟(chǎn)車(chē)將料架(jià)運(yùn)走。

自動化衝壓生產線