一、多機連線機械(xiè)手
分為多機(jī)滑塊同(tóng)步模式及滑塊自由模式,一般適用於產量要求較大且品類眾多的小型衝壓件(jiàn)。
二、多機連線機器人
一般適用於(yú)外觀和(hé)成(chéng)形性要求較高的大(dà)型衝壓件(汽車零部件等(děng))。
三、機器(qì)人衝壓自(zì)動化生產線的一般構(gòu)成
典型的機器人(rén)衝壓自(zì)動化生產線包含以(yǐ)下部分:機器人、電控係統、拆垛裝(zhuāng)置(zhì)、過渡皮帶、板料清洗機(jī)、板料塗油機、對中台、線尾碼垛係統、安全防護係統及機器人端拾(shí)器。具體布置方式(shì)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(yǔ)衝壓線平行也可(kě)以與衝壓線垂直。
1. 衝壓機器(qì)人
衝壓生產用機器人除了要求負載大、運行軌(guǐ)跡精確及性能穩定可靠等搬運機器人所共有(yǒu)的特性,還(hái)要滿足頻繁起(qǐ)/製動、作業(yè)範圍大、工件尺寸及回轉麵積大等特點。各個生產廠家的衝壓機器人都在普通搬運機器人的(de)基礎上加大了電動機功率(lǜ)及減速機規格,加長了手臂,並廣泛采用棚架式安(ān)裝(zhuāng)結構。
2. 機器(qì)人衝壓自動化線控製係統
機器(qì)人衝壓自動化係統需要集成壓力機、機器人、拆垛(duǒ)機、清洗機、塗油機、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、安全防護係統及(jí)大屏幕顯示,並具有無(wú)縫(féng)集成進工廠MES係統的能力。為(wéi)了把如此多(duō)的(de)智能控(kòng)製係統有效集成,一般采用以太網與工(gōng)業現場總線二(èr)級網絡係統,其中現場總線(xiàn)係統可能(néng)同時搭(dā)載安全總線。

3. 拆垛係(xì)統
目前常見的拆(chāi)垛係統有三種,分別是專用拆垛機/機器人+拆垛小車(chē)/桁架式機械手(shǒu)+拆(chāi)垛小車(chē)。
(1)專用拆垛機(jī)
其結構(gòu)特點是垛料放置在可移動液壓升降台車上;垛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或(huò)電動驅動(dòng)自動貼近垛料;采用氣缸驅動、矩陣布置的(de)真空吸盤組進行拆垛,真空吸盤組垂直運動;拆成單張的板料采用磁性皮帶傳輸。
(2)機(jī)器人(rén)+拆垛小車
其結構(gòu)特點是垛料放(fàng)置在可移動的拆垛小車上;垛料高度不控(kòng)製,拆垛時依靠計算的板料厚(hòu)度自動(dòng)調整機器人吸料高度;磁力(lì)分張器支架安裝在拆(chāi)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(zhāng)器靠在垛料周邊(biān);拆垛用真空吸(xī)盤組(zǔ)及雙料檢測傳感器(qì)安裝在機器人端拾器上;拆成單張的板料由機器人放置在可伸縮過渡皮帶上進行傳輸。
(3)桁架式機械手+拆垛小車
其結構特點是(shì)垛料放置在可移(yí)動的拆垛(duǒ)小車上;垛料高度不控製,拆垛時依靠計算(suàn)的板料厚(hòu)度自動調整機(jī)械手吸料高度;磁力分張(zhāng)器(qì)支架安裝在拆垛小車上,支架可平移(yí)並具有多個可自由旋轉的調整關節(jiē),更換垛料時(shí)人(rén)工(gōng)將磁力分(fèn)張器靠在垛料周邊;拆垛用真空吸(xī)盤組及(jí)雙料檢測傳感器(qì)安裝(zhuāng)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(háng)傳輸。
(4)可伸(shēn)縮皮帶機
可伸縮皮帶機用於拆垛完成後單(dān)張板料的(de)傳輸,它(tā)可以為板料提供穿過清洗機所需的移動速度。皮帶機的速度一(yī)般為變頻控製,以保(bǎo)證與後續清洗機、塗油機的同步。皮帶長度可調整,以(yǐ)填補不(bú)進(jìn)行板料清洗、清洗機離線時的空間。
(5)板料清洗機
可伸縮皮帶(dài)機用(yòng)於拆垛完成後單張(zhāng)板料的(de)傳輸,它可以為板(bǎn)料提供穿過清洗機所需的移動速度。皮帶機的速度一般為(wéi)變頻控(kòng)製,以(yǐ)保證與後續清洗機、塗油機的同步。皮帶長度(dù)可調整,以填補不(bú)進行板料清洗、清洗機離線(xiàn)時的空間。
隨著客戶對汽車表麵(miàn)質量的要求越來越高,在衝(chōng)壓成形前對覆蓋件板料(liào)進行清洗已經成為汽車(chē)廠的標(biāo)準(zhǔn)工藝。根據產(chǎn)量大小,板料清洗可以分為在(zài)線清洗和離線清(qīng)洗兩(liǎng)種工藝(yì):離線清(qīng)洗適用於投產初期,單車型(xíng)產量較低的企業,一(yī)條板料清洗線可以供應2~3條衝壓(yā)線,離(lí)線清洗機的規格一般寬度為(wéi)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寬(kuān)度為(wéi)4.2m。
清洗機由引料輥(gǔn)、毛刷輥及擠幹輥組(zǔ)合的輥係,動力及傳動係統、液壓調整機構,清洗過濾係統,集束噴管組件,油霧(wù)收集(jí)器,潤(rùn)滑係統,行走機構,以及電氣控製係統等組成。主要(yào)用於標(biāo)準板材、未塗層、鍍鋅(xīn)板(bǎn)以及鋁板等板(bǎn)料、卷料的清洗。清洗機具有自行走機(jī)構,在不需要清洗工(gōng)序時,整機可沿地麵軌道開出(chū)。
引料輥、毛刷輥、擠幹輥各自具有獨立的壓力調整與變頻(pín)驅動機構,通過精確調整壓力(lì)與速度,可以保證磨(mó)損、維修後(hòu)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能,並具有防擦傷和自(zì)愈功能。清洗油箱具有加(jiā)熱係統,可(kě)以(yǐ)使(shǐ)清(qīng)洗介質在不同環(huán)境溫度(dù)下使用並達到zui佳塗油效果。電(diàn)氣係統采用(yòng)具(jù)有現場總線通信功能的PLC控製,通過(guò)觸摸屏(píng)人機界麵可以(yǐ)進行參數設定、故(gù)障診斷。

(6)板料塗(tú)油(yóu)機
為了(le)保證板料在較高速度下拉延成形時的質量,在衝壓成形前對板料(liào)進行局部塗抹拉延油是(shì)汽車廠常用(yòng)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(cái)拉延前的塗油工序,由噴槍單元、供油及(jí)油液保溫單元、噴射供氣單元、板料輸送單元(yuán)、油霧收集單元、電氣控(kòng)製單元(yuán)及(jí)機身等(děng)組(zǔ)成。塗油機具有行走機(jī)構,在不需要塗油時可以(yǐ)移動離線。噴嘴采用(yòng)數字化控製,保證板料上油膜位置的(de)準確和油膜厚度的均勻。不管環境溫度如何變化,供(gòng)油及油液保溫單元均處於(yú)等待噴(pēn)射狀態,油液溫度恒定,保證噴射效果。
(7)板料對中(zhōng)台
為了保證板料被準(zhǔn)確地放置在模具內,在機器人拾(shí)取板料前需要對(duì)板料進行對中。常用的對中台(tái)有重力對中台、機械對中(zhōng)台及光學對中台(tái)三種。
1)重(chóng)力對(duì)中台
板料在裝滿滾珠的斜麵上依靠重力自由(yóu)滑向(xiàng)一角進行定位,台上具有板料(liào)到位檢(jiǎn)測及雙料檢測。重力對中台適用於機器人直接放置(zhì)板料,不(bú)適用於具有清洗(xǐ)機、塗油機的自動線。
2)機械對中台
板料依(yī)靠磁性(xìng)皮袋移動至擋塊,再由(yóu)另(lìng)外三側的氣缸驅(qū)動打料器向中心推,從而實現精(jīng)確定位。所有打料器(qì)的位置(zhì)可示(shì)教編程,對中台具有板料到位檢測及雙料檢測。機械對中台(tái)能夠滿(mǎn)足各種異性料的高速對(duì)中(zhōng)。另(lìng)外,可采用雙中心設計,以滿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(jiǎn)測及雙料檢測。
3)光學對中台
這是近幾年發展(zhǎn)的技術,其原(yuán)理(lǐ)是利用拍照(zhào)獲得的板(bǎn)料位置圖像(xiàng)經視頻處理軟件(jiàn)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(qiú),又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檢測及雙料檢測的磁(cí)性皮帶機,相比機械對中台,光學對中台能夠顯著降低(dī)成本。
(8)機器人七軸與端拾器(qì)
標(biāo)準六軸機器人用於衝壓生產能夠(gòu)達到8件/min的(de)生產節拍,為了進一步(bù)提高生(shēng)產率,近年來機器人製造廠家與係統集成商紛紛研發附加七軸。采用七軸後,機器人衝壓自動化(huà)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(yā)線的生產率(lǜ)能夠與昂貴(guì)的專用機械手高速線一較高下。
(9)線尾碼垛係統
自動(dòng)化衝壓線的生產節(jiē)拍能夠超過10件/min,這(zhè)時線尾碼垛工位的負(fù)荷就超過勞動極限(xiàn),為了適應這種高節奏的產出,需要先對衝壓(yā)件成品進行分流,然後由人(rén)工或機器(qì)人將其(qí)碼入料(liào)架,zui後由鏟(chǎn)車將料架運走。

自動化衝壓生產線