一、多(duō)機連線機(jī)械手
分為多機(jī)滑塊同步模(mó)式及滑塊(kuài)自由(yóu)模式,一般適用於產量要求較大且品類眾多的(de)小型衝壓件。
二、多機連線機器人
一般適用於外觀和(hé)成形性要求較高的(de)大型衝壓件(jiàn)(汽車零部件等)。
三、機器人(rén)衝壓自動化生產線的一般構成
典型的機器(qì)人衝壓自動化生產線包含以下部分:機器人、電控係統、拆(chāi)垛裝置、過(guò)渡皮帶、板料清洗機、板料塗油機(jī)、對中台、線尾碼垛係統、安全防(fáng)護(hù)係(xì)統及機器人端(duān)拾器(qì)。具體布置方式可以根據生產車間(jiān)的麵積進行調整,如拆垛車的開出方式既可(kě)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(rén)除了要求負載大、運(yùn)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、作業範圍大、工件尺寸(cùn)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(qì)人的(de)基(jī)礎上加(jiā)大了電動機功率及減(jiǎn)速機規格,加長了手臂,並廣泛采用棚架式安裝結構。
2. 機器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、拆垛機、清洗機、塗油機、對中台、雙料檢(jiǎn)測裝置、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顯示,並具有無縫集成進工廠MES係統的(de)能力。為了把如(rú)此多的智能控製係統有效(xiào)集成,一般采用以太網與工業現場總(zǒng)線二級網絡係統,其(qí)中現場總(zǒng)線係統可能同(tóng)時搭載安全總線。

3. 拆垛係統
目前常見的拆垛係統有三種,分別是(shì)專用拆垛(duǒ)機/機器人+拆垛小車/桁架式機械手+拆垛小車。
(1)專用(yòng)拆垛機
其結構(gòu)特點(diǎn)是垛料放置在可移動液壓升降台車上;垛料高度(dù)依靠(kào)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(qì)動或電動驅動自動貼(tiē)近垛料;采用氣缸(gāng)驅動、矩陣布置的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)機器人+拆垛小車
其(qí)結構特點是垛料放置(zhì)在(zài)可移動的拆垛小車上;垛(duǒ)料高度(dù)不控製,拆垛時依靠(kào)計算的(de)板料厚度自動調整機器人吸(xī)料高度;磁力分張器支架安裝在拆垛小車上,支架可平移並具有(yǒu)多個可自由旋轉的(de)調整關(guān)節,更換垛料時人(rén)工將磁力分張器靠在垛料周邊;拆垛用(yòng)真空吸(xī)盤組及雙料檢測傳感(gǎn)器安裝在機器人端拾器上;拆成單張(zhāng)的板料由機器(qì)人放置在可伸縮過渡皮帶上進行傳(chuán)輸。
(3)桁架式機械手+拆垛小(xiǎo)車(chē)
其結構特點是垛料放置在可移動的拆垛小(xiǎo)車上;垛料高(gāo)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(fèn)張器支架(jià)安(ān)裝在拆垛小車上,支(zhī)架(jià)可平移並具有多個可自由旋轉的調(diào)整關節,更換垛料(liào)時人工將磁力分張器靠在垛料周邊;拆垛用真(zhēn)空吸盤組及(jí)雙料檢測傳感器安裝在桁架式機(jī)械手端拾器上(shàng);拆成單張的板料由(yóu)機械手放置(zhì)在可伸縮過渡皮帶上進(jìn)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傳輸,它可以為板料提供穿過清洗機所(suǒ)需的移(yí)動速度。皮帶機的(de)速度一般為變頻(pín)控製,以保證(zhèng)與後續清洗機、塗油機的同步。皮(pí)帶長度可調整(zhěng),以(yǐ)填補不進行板料清洗、清洗(xǐ)機離線時的(de)空間。
(5)板料(liào)清洗(xǐ)機
可伸縮皮帶機用於拆垛完成後單張(zhāng)板料的傳(chuán)輸,它可以為板料提供穿(chuān)過清洗機所需的移動速度。皮帶(dài)機的速度一般為變頻控製,以保證與後續清洗機、塗油(yóu)機(jī)的同步。皮帶長度可調整,以填補不(bú)進行板料清洗、清(qīng)洗(xǐ)機(jī)離線時的空間。
隨著客戶對汽車表麵質量的要求越來越高(gāo),在衝壓成形前對覆蓋件板料進(jìn)行清洗已經成為汽(qì)車廠的(de)標準工藝。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工藝:離(lí)線清洗適用於投產初期,單車型產(chǎn)量較(jiào)低的企業,一條板料清洗線可以供應2~3條衝壓(yā)線,離線清(qīng)洗機的規格一般寬度為2m;在(zài)線清洗適用於(yú)批量較(jiào)大的企業,為適應轎車整體側圍(wéi)的尺寸,在線清(qīng)洗機的規格一般寬度為4.2m。
清洗機由(yóu)引(yǐn)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,集束噴管(guǎn)組件,油霧收集器,潤(rùn)滑係統,行走機構,以及電氣控製係(xì)統等組(zǔ)成。主要用於標準板材、未塗層(céng)、鍍鋅板以及鋁板等板料、卷料的清洗。清洗機具(jù)有自行走(zǒu)機構,在不需要(yào)清洗工(gōng)序時,整機可沿地麵軌道開出。
引(yǐn)料輥、毛刷輥、擠幹輥(gǔn)各自具有獨立的壓力調整與變頻驅動機構,通過精確調整(zhěng)壓力與速度,可以保證磨損、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(bù)輥,以提供良好的擠幹和張緊性能,並具有防擦傷(shāng)和自愈功(gōng)能(néng)。清洗油箱(xiāng)具有加(jiā)熱係統(tǒng),可以使清洗介質(zhì)在不同環境溫度下使用並達到zui佳塗油效果。電氣(qì)係統采用具有現場總線通信功(gōng)能的PLC控製,通過觸摸屏人機界麵可以進行參數設定、故障診斷。

(6)板料塗(tú)油機(jī)
為了保證板料(liào)在較高速(sù)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油是汽車廠常用(yòng)的(de)工藝(yì)手段,適用於自動化衝壓線的塗油機。
塗油機主要用(yòng)於板材拉延(yán)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。塗油機具有行走機構,在不需要塗油時可以移動離線。噴嘴采用數字(zì)化控製,保證板料上油膜位置的準確和油膜厚度的(de)均勻。不管環境溫度(dù)如何變化,供油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(xiào)果。
(7)板料對中台
為了保證板料被準確地放置在模具內,在機器人拾取板料(liào)前需要對板料進行(háng)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(tái)三種。
1)重力對中台
板料在裝(zhuāng)滿滾珠的斜麵上依靠重力自由滑向(xiàng)一(yī)角進行定位,台上具有(yǒu)板料(liào)到位檢測及(jí)雙(shuāng)料檢測。重力對中(zhōng)台適用於機器人直接放置板料(liào),不適用於具有清洗機、塗油機(jī)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(lìng)外三側的氣缸驅動打料器向中心推(tuī),從而實現(xiàn)精確定位。所有打料器的位置可(kě)示教編程,對中台具有板(bǎn)料到(dào)位檢測及雙料(liào)檢測。機械對中台能夠滿足各(gè)種(zhǒng)異性料的高(gāo)速對中。另外,可采用雙中心設計,以滿(mǎn)足同時處理一模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
這是近幾年發展的技術,其原理是利用拍照獲得的板料位置圖(tú)像(xiàng)經視頻處(chù)理軟件後自動調整機器人(rén)的軌跡,從而既滿足zui終將板(bǎn)料精確置入模具內的要求,又避免了機械(xiè)對中台的複雜機構。光學對中台(tái)本質上是一個具有板料到位檢測及雙(shuāng)料檢測的磁性皮帶機,相比機械對中台,光學對中台能夠顯著降低成(chéng)本。
(8)機器人七軸與端拾器
標準六軸(zhóu)機器(qì)人用於衝壓生產能夠達到8件/min的生產節(jiē)拍,為了進一步提高生產率,近年來機器人製造廠家與係統集(jí)成商紛紛研發附加七(qī)軸(zhóu)。采用七軸後,機器人衝(chōng)壓自(zì)動化(huà)生產線的生產節拍(pāi)可以進(jìn)一步提高到12件/min,使得(dé)機器人自動化(huà)衝壓線的生產(chǎn)率能夠與昂貴的專用機械手高速(sù)線(xiàn)一較高下。
(9)線(xiàn)尾碼垛係統
自(zì)動化衝壓線的生產節拍能夠超過10件/min,這(zhè)時線尾碼(mǎ)垛工位的負荷就超過勞動極限,為了適應這種高節奏(zòu)的產(chǎn)出,需要先對衝壓件成品(pǐn)進行分流,然後(hòu)由人工或機器人(rén)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