一、多機連(lián)線機械手
分為多機滑塊同步模式及滑塊自由模式,一般適(shì)用(yòng)於產量要求較大且品類眾多的小型衝壓件。
二、多機連線機器人
一般適用於外觀和成形性要求較高的大型(xíng)衝壓件(汽車零部件等)。
三(sān)、機器人衝壓自動化生產線的一般構成
典型(xíng)的機器人衝壓自(zì)動(dòng)化生產線包含以下部分:機器(qì)人、電控係統、拆(chāi)垛裝置、過(guò)渡皮帶、板料清洗機、板料塗油機、對中台、線(xiàn)尾碼垛係統、安全(quán)防護係統(tǒng)及機器人端拾(shí)器。具體布置方式可以根據生(shēng)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平行也(yě)可以與衝壓線垂直。
1. 衝壓機器人
衝壓生產用機器人(rén)除了要求負載大、運行(háng)軌跡精確及性(xìng)能穩定可靠等搬運機器人所共有的特性,還要(yào)滿足頻繁起/製動、作業範(fàn)圍大、工件尺寸及回轉麵積(jī)大等特點。各個生產廠家的(de)衝壓機(jī)器人都在普通搬運機器人的基礎上加大了電動機功率(lǜ)及減速機規格,加長了手(shǒu)臂,並廣泛采用棚架式(shì)安裝結構。
2. 機器人(rén)衝壓(yā)自動化線控製係統
機器人衝壓自動化係統需要集成壓力機、機器人、拆(chāi)垛機、清(qīng)洗機、塗油機、對中台、雙料檢測裝置(zhì)、視覺識別係(xì)統、各種皮帶、同步(bù)控製(zhì)係統、安全防護係統及大屏(píng)幕顯示,並具有無縫集成進工廠MES係(xì)統的能力。為了把如此多的智能控製係統有效集成,一(yī)般采用以太網與工業現場總線二級網絡係(xì)統,其中現場總線係統可能(néng)同(tóng)時搭載安全總線。

3. 拆垛係統(tǒng)
目前常見(jiàn)的拆垛係統有三種,分別是專用拆垛機/機器人+拆垛小(xiǎo)車/桁架式機械手+拆(chāi)垛(duǒ)小車。
(1)專用拆垛機(jī)
其結構特(tè)點是垛料放置在可移(yí)動液壓升降(jiàng)台車上;垛料高度依靠(kào)與光電傳感器與(yǔ)液壓係(xì)統控製,保持恒定;磁力分張器依靠氣動或電動驅動自動貼近垛(duǒ)料;采用氣缸驅動、矩陣布(bù)置的真空(kōng)吸盤組進行拆垛,真空吸盤組垂直運動;拆成單(dān)張的板(bǎn)料采用磁性皮帶傳輸。
(2)機器人+拆垛(duǒ)小車
其結(jié)構特點是垛料放置(zhì)在可移動的拆垛小車上;垛(duǒ)料高度不控製,拆垛時依靠計算的板料厚度自動調整機器(qì)人吸料高(gāo)度;磁力分張器(qì)支架安裝在拆垛(duǒ)小車上,支架(jià)可平移並具有多個可自(zì)由旋(xuán)轉的(de)調整關節,更換垛料時人工將磁力分張器靠在垛料周邊;拆垛用真空吸盤組及雙料檢測傳感器安裝在機器人(rén)端拾器上;拆成單張的板料由機器人放置在可伸(shēn)縮過渡皮帶上進行傳輸(shū)。
(3)桁架式機械手+拆垛小(xiǎo)車
其結構特點是垛料放置在可(kě)移動的拆垛小車上;垛料高度不控製,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(zhěng)關節,更換垛料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(shàng)進行(háng)傳輸。
(4)可伸縮皮帶機
可伸縮(suō)皮(pí)帶機用於拆垛完(wán)成後單張板(bǎn)料的傳輸,它可以(yǐ)為板料提供穿過清洗機(jī)所(suǒ)需的移動速度。皮帶機的速度一般為(wéi)變頻控(kòng)製,以保證與後續清(qīng)洗機、塗油機的(de)同步。皮帶長度可調整,以填(tián)補不進行板料清洗、清(qīng)洗機離線時的空間。
(5)板料清洗(xǐ)機
可伸縮皮帶機用於(yú)拆垛完成後單張板料的傳輸,它可以為板(bǎn)料提供穿過清洗機所需的移動速度(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(tú)油機的同步(bù)。皮帶長度可調整,以填(tián)補不進行板料清(qīng)洗、清洗機離線時的空間(jiān)。
隨著(zhe)客戶對汽車(chē)表(biǎo)麵質量的要求越來越高,在衝壓成形前對覆蓋件板料進行清洗已經成為汽車廠的標(biāo)準工藝。根據產量大小,板料清(qīng)洗可以分為在線清洗和離線清洗兩種工藝:離線清洗適用於投產初期(qī),單車型產量較低的企業,一條板料清(qīng)洗線可以供應2~3條衝壓(yā)線,離線清洗機的規格一般寬度為2m;在線清洗適(shì)用於批量較大的企業,為(wéi)適應(yīng)轎車整(zhěng)體(tǐ)側(cè)圍(wéi)的尺寸,在線清洗機的規格一般寬度為4.2m。
清洗機由引料輥、毛刷輥及擠(jǐ)幹輥組合(hé)的輥係,動力(lì)及傳動係統、液壓調整機(jī)構,清洗過濾係統,集束噴管組件,油霧收集器,潤滑(huá)係統,行走機構(gòu),以及(jí)電氣控製係統等組成(chéng)。主要用於(yú)標準板材、未塗層、鍍(dù)鋅板以及鋁板等板料、卷料的清洗。清洗機具(jù)有自行走機構,在不需要清洗工序時,整機可沿地麵軌道開(kāi)出。
引料輥、毛刷輥、擠幹輥各自具有獨立的(de)壓(yā)力調整與變頻驅動機構,通過精確調整壓力與速度,可以保證磨損、維修後的(de)輥係與生產線保持同步。擠(jǐ)幹輥采用無紡布(bù)層壓布輥,以提供(gòng)良好的擠幹和張緊性能,並具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(jiè)質在不同環境溫度(dù)下使用並達到zui佳塗油效(xiào)果。電氣係統采用具有現場總線通信功能的PLC控(kòng)製,通過觸摸屏人機界麵可以進行參(cān)數設定、故障診斷。

(6)板(bǎn)料塗油機
為了保證板(bǎn)料在較高速度下拉延成形時的質量,在衝壓成形前對板料進行局部塗抹拉延(yán)油(yóu)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(jī)主要用於板(bǎn)材拉延前的塗油工(gōng)序,由噴槍單(dān)元(yuán)、供油及油液保溫單元、噴射供氣單元(yuán)、板料輸送單元、油霧收集單元、電氣控製單(dān)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)以移動離線。噴嘴采用數字化控製,保證板(bǎn)料上油膜位置的準確(què)和油膜厚度的均勻。不(bú)管環境溫度如何變化,供油(yóu)及油液保溫單元均處於等待噴(pēn)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行對中。常用的對中台有重力對中台、機械對中台及光學對中台三種。
1)重力對中台
板料在裝滿滾珠的斜麵上依靠(kào)重力自由滑向一角(jiǎo)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(jī)器人(rén)直接放置板料,不適用於具有清洗機、塗油機的自動線(xiàn)。
2)機械對(duì)中(zhōng)台
板料依靠磁性皮袋移(yí)動至擋塊,再由(yóu)另外三側的氣(qì)缸(gāng)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(wèi)置可示教編程,對中台具有板料到位檢測及雙料檢測。機械對中台能(néng)夠滿足各(gè)種異性料的高速(sù)對中。另外,可采用雙中心設計(jì),以滿足同時處理一(yī)模兩(liǎng)件或雙模雙件的要求(qiú)。台上(shàng)具有板料到位檢測及雙料(liào)檢(jiǎn)測。
3)光學對中台
這是近幾年發展(zhǎn)的技(jì)術,其(qí)原理(lǐ)是利用拍照獲得的板料(liào)位置圖像經視頻(pín)處理軟件後自動調整機器人(rén)的軌跡,從而既滿足zui終將板料精確置入模具內(nèi)的要求,又避免了機械對中台的複雜機構。光學對中(zhōng)台本質上是一個具有板料到位檢測及雙料(liào)檢測的磁性皮(pí)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(rén)七軸與端拾器
標準六軸機器人用(yòng)於衝壓生產能夠達到8件/min的(de)生產節拍,為了進一步提高生產率(lǜ),近(jìn)年來機器人(rén)製造廠家與係統集成商紛(fēn)紛研發附加七軸。采用七軸(zhóu)後,機器人衝壓自動化生產線的生產節拍可以進一步(bù)提高到12件/min,使得(dé)機器(qì)人自動化衝壓線的生(shēng)產率能夠與昂貴的專用機械(xiè)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能(néng)夠超過(guò)10件(jiàn)/min,這時線尾(wěi)碼垛工位的負荷就超過勞動極限,為了適(shì)應這種(zhǒng)高節奏的產出,需要先對衝壓件成品進行分流,然後由(yóu)人工或機器人將其碼入料架,zui後(hòu)由(yóu)鏟(chǎn)車將料架運(yùn)走(zǒu)。

自(zì)動化衝壓生產(chǎn)線(xiàn)