一、多機連線機械(xiè)手
分為多機滑塊同步模式及(jí)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。
二、多機連線(xiàn)機器人
一般(bān)適用於外觀和成形性要求較高的大型(xíng)衝(chōng)壓件(汽車零部件等)。
三、機器人衝壓自動化生產線的(de)一般構成
典型的機器人衝壓(yā)自動化生(shēng)產線包含以下部分:機器人、電控係統(tǒng)、拆垛裝置、過渡皮帶、板料清洗機、板料塗油機、對中台、線尾碼垛係統、安全防護係統及機器(qì)人端拾器。具體布(bù)置方式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衝(chōng)壓線平行也可以與衝壓線垂直。
1. 衝壓機(jī)器(qì)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(zuò)業範圍大、工件尺寸(cùn)及(jí)回轉麵(miàn)積(jī)大等(děng)特點。各個(gè)生產廠(chǎng)家的衝壓機器(qì)人都在普通(tōng)搬運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,並廣泛采用棚架(jià)式安裝結構。
2. 機器人衝壓自(zì)動化線控製係統
機器人衝壓(yā)自動化係統需要集成壓力機、機器人、拆垛機、清洗機、塗油機、對中台、雙料檢測(cè)裝置、視覺識別係統、各種皮帶、同步控製係統、安全防護(hù)係統及大屏幕顯示,並具有無縫集成進工廠MES係統的能力。為了把如此多(duō)的智能控(kòng)製係統有效集成,一般采用以太網與工(gōng)業現場總線二級網(wǎng)絡係(xì)統,其中現場總線係統(tǒng)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種,分別是專(zhuān)用拆垛機/機器人+拆垛小車/桁架式機(jī)械手+拆垛小車。
(1)專用拆垛機
其結構特點是(shì)垛料放置在可移動(dòng)液壓(yā)升降(jiàng)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(héng)定;磁力分(fèn)張器依(yī)靠氣動或電(diàn)動驅動自動貼(tiē)近垛料(liào);采用氣缸驅動、矩(jǔ)陣(zhèn)布置的真空吸盤組進行拆(chāi)垛,真空(kōng)吸盤組垂直運動;拆成單張的板料采用(yòng)磁性皮帶傳輸。
(2)機(jī)器人+拆垛小(xiǎo)車
其結構特點是垛料放置在可移動的拆垛小車上;垛料高度不(bú)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(dù);磁力分張器支架安裝(zhuāng)在(zài)拆垛小車上(shàng),支架可平移並具(jù)有多個可自(zì)由旋轉的調整關節,更換垛料時人工將磁力分張器靠在垛料周邊;拆垛用(yòng)真空吸盤(pán)組及雙料(liào)檢(jiǎn)測傳感器安裝在機器人端拾器上;拆成單張的板料由機器人(rén)放置在可伸縮過渡皮(pí)帶上進行傳輸。
(3)桁架式機械手+拆垛小車
其結構特點是垛料放置在(zài)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度自動調整機械手吸料高度;磁力分張器支(zhī)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(zhuǎn)的調(diào)整關(guān)節,更換垛料(liào)時人工將磁力分張器(qì)靠在垛料周邊;拆垛用(yòng)真空吸盤組(zǔ)及雙料(liào)檢測傳感器安裝在桁架式機械手端拾器上;拆成單張的板料由(yóu)機械手放置在可伸縮過渡皮帶上進行傳輸。
(4)可伸縮(suō)皮帶機
可(kě)伸縮皮帶機用於拆垛(duǒ)完(wán)成後單張板料的傳輸,它可以為板料提供穿過清洗機所需的(de)移動速度(dù)。皮帶機的速度一般(bān)為變頻控製,以保(bǎo)證與後續清(qīng)洗機、塗油機的同步。皮帶長度可調(diào)整,以填補(bǔ)不進行(háng)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垛完成後單張板料的傳輸,它可以為板料提供穿過清洗機(jī)所需的移(yí)動速度(dù)。皮帶機的速度一般為變頻控製,以保(bǎo)證與後續(xù)清洗機(jī)、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(shí)的空間。
隨著客(kè)戶對汽車(chē)表麵(miàn)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準工藝(yì)。根據產量大小,板料清洗可以分為在線清洗和離線清洗兩種(zhǒng)工藝:離線清洗(xǐ)適(shì)用(yòng)於投產(chǎn)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,離線清洗機的規格一般寬度為2m;在線清洗適用於批量較大(dà)的企(qǐ)業,為適應轎車整體側圍的尺寸,在線清洗機的規格一般寬度為4.2m。
清洗機由引料輥、毛(máo)刷輥及擠幹輥組合(hé)的輥係,動力及傳動係(xì)統、液壓調整機構,清洗過濾(lǜ)係統,集束噴管組件,油霧收集器,潤滑係統,行走機構,以(yǐ)及電氣控製係統等組成。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。清洗機具有自行走機構,在不需要清洗(xǐ)工序時,整機(jī)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壓力調整與變頻驅(qū)動(dòng)機構,通過精確調整壓力與(yǔ)速度,可以保證磨(mó)損、維修後的輥係與生產線(xiàn)保持同步。擠(jǐ)幹輥采用無紡(fǎng)布層壓布輥,以提供良好的擠幹(gàn)和張緊(jǐn)性能,並具有防擦傷和自愈功能。清洗油(yóu)箱具有加熱係統,可以(yǐ)使清洗介質在不同環境溫度下使用並(bìng)達到zui佳塗油效(xiào)果。電氣係統采用具有(yǒu)現(xiàn)場總線通信功能的PLC控製,通過觸摸屏人機(jī)界麵可以進行參數(shù)設定、故障診斷。

(6)板料塗油機
為了保證板料在較高速度下拉延成形時的質量,在衝壓(yā)成形前對板料進行局部塗抹拉延油是汽車廠(chǎng)常用的工藝手段,適用於自(zì)動化衝壓線的塗油機。
塗油機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(sòng)單元(yuán)、油霧(wù)收集單元、電(diàn)氣控製單元及(jí)機身等組成。塗油機具(jù)有行走機構,在不需要塗油時可以移動離線。噴嘴采用數字(zì)化控(kòng)製(zhì),保證板料上油膜(mó)位置的準確和油膜厚度的均勻。不(bú)管環境溫度如何變化,供油及油液保(bǎo)溫單元均處於等待噴射狀態,油液溫度恒定,保證噴(pēn)射效果。
(7)板料對中台
為(wéi)了保證板料被準(zhǔn)確地放(fàng)置(zhì)在(zài)模具內,在機器人拾取(qǔ)板料前需要(yào)對(duì)板料進行對中。常用的對中(zhōng)台有重力(lì)對中台、機械對中台及光學對中台三種。
1)重(chóng)力對中台
板料在裝滿滾珠的斜麵上依靠重力自由滑向一角進行定位,台上具有板料到位檢測及雙料檢測。重力對中台適用於機器人直接放置板料(liào),不適用於具有清(qīng)洗(xǐ)機、塗(tú)油機的自(zì)動(dòng)線。
2)機械對中台
板料依(yī)靠磁性皮袋移動至擋塊,再由(yóu)另外三側的氣缸驅動打料器向中心推,從而(ér)實現精確定位。所(suǒ)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。機械對中台能夠滿足各種異性料的(de)高速對中。另外,可采用雙中心設計,以滿足(zú)同時處(chù)理一模(mó)兩件或雙模雙件的要求。台上具有板料(liào)到位檢測及雙料檢測。
3)光學對中台
這是近幾年發(fā)展的技術,其原理是(shì)利用拍照獲(huò)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(jì),從而既滿足(zú)zui終將板(bǎn)料精確置入模(mó)具(jù)內的要求,又避免了(le)機械對(duì)中台的複雜機構。光學(xué)對中台本(běn)質上是一個具有板料到位檢測及雙(shuāng)料檢測的磁性(xìng)皮(pí)帶機(jī),相比(bǐ)機械對中台(tái),光學對中台能夠顯著降低成本。
(8)機器人七軸與端拾器
標準六軸機(jī)器人用於衝壓生產能夠達到8件/min的生產節拍,為了(le)進一步提高生產率,近(jìn)年來機器人製造廠家(jiā)與係統集成商(shāng)紛紛研發附加(jiā)七(qī)軸。采(cǎi)用(yòng)七軸後,機器人衝壓自(zì)動化(huà)生產線(xiàn)的生(shēng)產節拍可以進(jìn)一步提高到12件/min,使得機器(qì)人自動化衝壓線的生產率能夠與昂貴(guì)的專用機械手高速線一較高下。
(9)線尾碼垛係統
自動化衝壓線的生產節拍能夠(gòu)超過(guò)10件/min,這(zhè)時線尾碼垛工位的負荷就(jiù)超(chāo)過勞動極限,為了適應這種高節奏的產出,需(xū)要先對衝(chōng)壓件(jiàn)成(chéng)品進行分流,然後由人工或機器人將其碼入料架,zui後由鏟車將(jiāng)料架運(yùn)走。

自動化衝壓生產線