一、多機連線機(jī)械手
分為多機滑塊同步模式及滑(huá)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
一般適用於外觀和成形性(xìng)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(shēng)產線的一般構成
典型的機器人衝壓自動化生產線包含以下部分(fèn):機器人、電控係統、拆垛裝置、過渡皮帶、板料清洗(xǐ)機、板料塗油機、對中台、線尾碼垛(duǒ)係統、安全防護係統及機器人(rén)端拾器。具體布置方式可以根據生產車間的麵積(jī)進行調整,如拆垛車的開(kāi)出方式既可以與衝壓線(xiàn)平行也可(kě)以與(yǔ)衝壓線垂直。
1. 衝壓(yā)機器人
衝壓(yā)生產用機器人除了要求負載大、運行軌跡精確及性(xìng)能穩定可靠等搬運(yùn)機器人所共有的特性,還要滿足頻繁起/製動、作業範圍大、工件尺寸及回轉麵積大等特點。各個生產廠家的衝壓機(jī)器人都在普通搬運機器人的基礎(chǔ)上加大了電動機功率及減速機規格,加長了手臂,並廣泛采(cǎi)用棚架式安裝結構。
2. 機器人衝壓自動化線控製係統
機器人衝壓自動化係統需要集成(chéng)壓(yā)力(lì)機(jī)、機器(qì)人、拆垛機、清洗機、塗油(yóu)機、對中台、雙料檢測裝(zhuāng)置、視覺識別係統、各種皮帶、同步控製係統、安全防護係統及大屏幕(mù)顯示(shì),並具有無縫集成進(jìn)工廠MES係統的(de)能(néng)力。為了(le)把如此多的智能控製係統有效集(jí)成,一般(bān)采用以太網與工業現場總線二級(jí)網絡係統,其(qí)中現(xiàn)場總線係統可能同時搭載安全總線。

3. 拆垛係統
目前常見的拆垛係統有三(sān)種,分別是專用拆垛(duǒ)機/機器人+拆垛小(xiǎo)車/桁架式機械手+拆垛小車。
(1)專用拆垛機(jī)
其結(jié)構(gòu)特點是垛料放置在可(kě)移動液(yè)壓升降台(tái)車上;垛料高度依(yī)靠與光電傳感器與液壓係統控製,保(bǎo)持恒定;磁力分(fèn)張器依(yī)靠氣(qì)動或電動驅動自動貼近垛料;采用氣缸驅動、矩(jǔ)陣布置的真空(kōng)吸盤組進(jìn)行拆(chāi)垛,真空吸盤組垂直運動(dòng);拆成單張的板料采用磁性皮帶傳(chuán)輸。
(2)機器人+拆垛小車(chē)
其結構特點是垛料放置在可移動的拆垛小車上;垛料高度不控(kòng)製,拆垛(duǒ)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(zhāng)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(gèng)換垛(duǒ)料(liào)時人工將磁力分張(zhāng)器靠在垛料周邊;拆(chāi)垛用真空吸盤組及雙料檢測傳感器(qì)安(ān)裝在機器人端拾器上(shàng);拆成單張的板料由機器(qì)人放置在可伸縮過渡皮帶(dài)上進行傳輸。
(3)桁(héng)架式機械手+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(duǒ)料(liào)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(xī)料(liào)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(jù)有多個可自由旋轉(zhuǎn)的調整關節,更換垛料時人工將磁力分張器靠在垛料周邊;拆垛(duǒ)用真空(kōng)吸盤(pán)組及雙料檢測傳感(gǎn)器安裝在桁(héng)架(jià)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輸。
(4)可伸(shēn)縮皮帶機
可伸縮皮帶機用於拆垛完成後單張板料的傳輸,它可以為板料提供穿過清洗機所(suǒ)需的移動速(sù)度。皮(pí)帶機的速度一般為變頻控製,以保證與後續清洗機、塗油機的同步。皮帶長(zhǎng)度可調整,以填補不進行板料清洗、清(qīng)洗機離(lí)線時的空間。
(5)板料清(qīng)洗機
可伸縮皮帶機用於拆垛完成後單張板料的傳輸,它可以(yǐ)為板(bǎn)料提供穿過清洗機所需的移動速度。皮帶(dài)機的速度一般為(wéi)變頻控製,以保證與後續清洗機、塗油機的同步。皮帶長度可調(diào)整,以填補不進(jìn)行板料清洗、清洗機離線時的(de)空間。
隨著客(kè)戶對汽車(chē)表麵質量的要求越來越高,在(zài)衝壓成形前對覆蓋件板料進行清洗已(yǐ)經成為汽(qì)車廠的標準工藝。根據產量大小,板(bǎn)料清洗可(kě)以分為在線清洗(xǐ)和(hé)離線清洗兩(liǎng)種工藝:離(lí)線清洗適(shì)用於投產初期,單車型產量較低的企業,一條板料(liào)清洗線可以供應2~3條衝(chōng)壓(yā)線,離線清洗機的規格一般寬度(dù)為2m;在線清洗適用(yòng)於批(pī)量較(jiào)大的企業,為適應轎車整體側圍的尺(chǐ)寸,在線清洗機的規格一般寬度為(wéi)4.2m。
清洗機由(yóu)引料輥、毛刷輥及擠幹輥組合的輥係,動力及傳動係統、液壓調整機構,清洗過濾係統,集(jí)束噴管組件,油(yóu)霧收集器,潤滑係統,行走機構,以及電氣控製係統等(děng)組成。主要用於(yú)標準板材、未塗層、鍍鋅板以及鋁板等板料、卷料的清洗。清洗(xǐ)機具有自行走機構,在不需要清洗工序時,整機可沿(yán)地麵軌道開出。
引料輥、毛刷輥、擠幹輥各自具有獨立的壓力調整與變(biàn)頻驅動機構,通過精確調整壓力與速度,可(kě)以保證磨損、維(wéi)修後的輥(gǔn)係與生產線保持同步。擠幹輥采用無紡布層(céng)壓布(bù)輥,以提供良好的擠幹和張緊性(xìng)能,並具有防擦傷和自愈功能。清洗油箱具有加熱係統,可以使清洗介質在不同環境溫度下使用並達到zui佳塗油效果。電氣係統采(cǎi)用具有現場(chǎng)總線通信功能的PLC控製,通過觸摸屏人(rén)機界麵可以進行參數設定(dìng)、故障診斷。

(6)板料塗油機
為了保證板料在(zài)較(jiào)高速度下拉延成形時(shí)的質量,在衝壓(yā)成形前對板料進行局部塗抹(mò)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(tú)油機。
塗油機主要用於板材拉延前的(de)塗油工序,由(yóu)噴槍單元、供油及油液保溫單元、噴(pēn)射供氣單元、板料輸送單元(yuán)、油霧收集單(dān)元、電氣控製(zhì)單元及機身等組成。塗油(yóu)機具有行走機構,在不需要(yào)塗油時可以移動(dòng)離線。噴嘴采用數字化控製,保證板料上油膜位置(zhì)的準確(què)和油膜厚度的均勻。不管環境溫度如何(hé)變化,供油及油液保溫單元均處於等待噴射狀態,油液溫(wēn)度恒(héng)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(zhì)在模具內,在機器人拾取板料前需要(yào)對板料進(jìn)行對中。常用的對中台有(yǒu)重力對(duì)中台、機械對中台及光學(xué)對中(zhōng)台三種。
1)重力對中台
板(bǎn)料在(zài)裝滿滾珠的(de)斜麵上依靠重力自由滑向一角進行定位,台上(shàng)具(jù)有板料到位檢測及雙料檢測。重力對中(zhōng)台適用於機器人直接放置板料,不適用於具有(yǒu)清洗機、塗(tú)油機的自動線。
2)機械對中台
板料依靠磁性皮袋移動至擋塊,再由另外三側的氣缸驅(qū)動打料器向中心(xīn)推,從而實(shí)現精確定位。所有打(dǎ)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(liào)檢測。機械對(duì)中台能夠滿足各種異性(xìng)料(liào)的高速(sù)對中。另外,可采用雙中心設計,以滿足同時處理一(yī)模兩件或雙模雙件的要求。台上具有板料到位檢測及雙料檢測(cè)。
3)光(guāng)學對中台
這是近幾年發展的技術,其原理是利用拍照獲得的板料位置圖(tú)像經視頻處理軟件(jiàn)後自動(dòng)調整(zhěng)機器人的軌跡,從(cóng)而既滿足zui終將板料精確置入模具內的要求,又避免了機械對中台的複(fù)雜機構。光學對中台本質上是(shì)一個具有板料到位檢測及雙料檢測的磁性皮帶機,相比機械對中台,光學對中台(tái)能(néng)夠顯著降低成本。
(8)機器人七軸與端拾器
標準六軸機器人用於衝壓生(shēng)產能夠達到8件/min的生產節拍,為了進一(yī)步提高生(shēng)產率,近(jìn)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(hòu),機器人衝壓自動化生產(chǎn)線的生產節拍(pāi)可以進一步提高到(dào)12件/min,使得機器人自動化衝壓線的生產率能夠與昂貴(guì)的專用機(jī)械手高速線一較高下。
(9)線尾碼垛係(xì)統
自動化衝壓線的生產節(jiē)拍能夠超過10件/min,這時線尾碼垛工位的負荷就超過勞動極限,為了適應這種高節奏的產出,需要先對衝壓件成(chéng)品進行分流,然後由人工或機器(qì)人將其碼入料架,zui後由鏟車將料架運走。

自動化衝壓(yā)生產線