一、多機連線機械手
分為多機滑塊同步模式(shì)及滑塊自由模式,一般適用於產量要求較(jiào)大且品類眾多的小型衝壓(yā)件(jiàn)。
二、多機連線機(jī)器人
一(yī)般適用於外觀和成形性要求較高(gāo)的大型衝壓件(汽車零部件等)。
三、機器人衝壓自(zì)動化生產線的一般構(gòu)成
典型的機器人衝壓自動化生(shēng)產線包含以下部分:機(jī)器人、電控係統(tǒng)、拆垛裝置、過(guò)渡皮帶、板料清洗機、板(bǎn)料塗油機、對中台、線尾碼(mǎ)垛係統、安全(quán)防護係統及機器人端拾器。具體布置方式可以根據(jù)生產車間的麵積進行調(diào)整,如拆垛車的開出方式既可以與衝壓線平行也可以與衝壓線垂直。
1. 衝壓機器人
衝壓生產用機器人除了要求負(fù)載大、運行軌跡精確及性能穩定可靠等搬運機(jī)器(qì)人所共有(yǒu)的特性,還要(yào)滿足頻繁起(qǐ)/製動、作業範圍大、工件(jiàn)尺寸及回轉麵積(jī)大等特點。各(gè)個生產廠家的衝壓機器人都在(zài)普通搬運機器人的基礎上加(jiā)大了電動機(jī)功率及減(jiǎn)速機規格,加長了(le)手臂,並廣泛采用棚架式安裝結構。
2. 機器人衝(chōng)壓自動化線控製係統
機器人衝壓自動化係統需要(yào)集成壓(yā)力機、機器(qì)人、拆垛機、清洗機、塗油機、對中(zhōng)台、雙料檢測裝置、視覺(jiào)識別係統、各種皮帶(dài)、同步控製係統、安(ān)全防護係統(tǒng)及大屏(píng)幕顯示,並具有無縫集成進工廠MES係統的能力。為了把如此多的智能控製係統(tǒng)有效集(jí)成,一(yī)般采用以太網(wǎng)與工業現場總線二級網絡係統,其中現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(xì)統有三種,分別是專用(yòng)拆垛機/機器人+拆垛小車/桁架式(shì)機械手+拆垛小車。
(1)專用拆垛機
其結構特點是垛料(liào)放置在可移(yí)動液壓升降台車上(shàng);垛料高度依靠與光電傳感器與液壓係(xì)統控製,保持(chí)恒定;磁力分張器依靠氣動或電動驅動自動貼近垛料;采用氣缸驅動、矩陣布(bù)置的真空吸盤組進行拆垛,真空吸盤組垂直(zhí)運動;拆成單張的(de)板料采用磁性皮(pí)帶傳輸。
(2)機器人+拆垛小車
其結構特點是垛料放置在可移動的拆垛小車上;垛料(liào)高度不控製,拆垛時依靠計算(suàn)的板料厚度自動調整機器人吸料高度;磁力分張器支架安裝在拆垛小車上(shàng),支架可平(píng)移(yí)並具有多個(gè)可自由(yóu)旋轉的調整關(guān)節,更換垛料(liào)時(shí)人工將磁力分張器靠在垛料周邊;拆垛(duǒ)用真空吸(xī)盤組及雙料檢(jiǎn)測傳(chuán)感器安裝(zhuāng)在機器人端拾器上;拆成(chéng)單(dān)張的板料由機器人放置在可伸(shēn)縮過渡皮帶(dài)上進(jìn)行傳輸。
(3)桁架式機械手+拆垛小車
其(qí)結構特點是垛料放(fàng)置在可移(yí)動(dòng)的拆垛小車上;垛料高(gāo)度不控製(zhì),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,支架可平(píng)移並(bìng)具有多(duō)個可自由旋轉的調整關節,更換垛料(liào)時人工將磁力分張器靠在垛料(liào)周邊(biān);拆垛用真空吸盤組及雙料(liào)檢測傳感器安裝在桁架式機械手端拾器上;拆成單張的板料由機械手放置在可伸縮過渡皮帶上(shàng)進行傳輸。
(4)可伸縮皮帶機
可伸(shēn)縮皮帶機(jī)用於(yú)拆垛完成後單張板料的傳輸(shū),它可以為板料提供穿過清洗機所需的(de)移動速度。皮帶機的速度一般為變頻(pín)控製,以保證與後續清洗機、塗油機(jī)的同步。皮帶長度可調(diào)整,以填補不進行板料清洗、清洗機離(lí)線時的空間。
(5)板料清(qīng)洗機
可伸縮(suō)皮帶機用於拆垛完成後單張板料的傳輸,它(tā)可(kě)以為板料提供穿過清洗機所(suǒ)需的移動速度(dù)。皮帶(dài)機的速度(dù)一般為變頻控(kòng)製,以保證與後(hòu)續清洗機、塗(tú)油機的同步(bù)。皮帶長度可調整,以(yǐ)填補不進行板料清洗、清洗機離(lí)線時的空間。
隨著客戶對汽車表麵質量(liàng)的要求越來越(yuè)高,在衝壓成形前對覆蓋件板料進行清洗已經成為汽車(chē)廠的標準工藝。根據產量大(dà)小,板料清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,單車型產量較低的企業,一條板料清(qīng)洗線可以供應2~3條衝壓線,離線清洗機的規格一般寬度為2m;在線清洗適用(yòng)於批量較大的(de)企業,為適應轎車整體側圍的(de)尺寸,在線清洗機的(de)規格一般(bān)寬度為4.2m。
清洗機由引料輥、毛刷輥及擠幹輥(gǔn)組合的輥係,動力及傳(chuán)動係統、液壓調整機構,清(qīng)洗過濾係統,集束噴(pēn)管(guǎn)組件,油霧收集器,潤滑係統,行走機(jī)構,以及電氣控製係統(tǒng)等組(zǔ)成。主要用於標準(zhǔn)板(bǎn)材、未塗(tú)層、鍍鋅板以(yǐ)及鋁板等板料、卷料的清洗。清洗機具有自行走機構,在不需(xū)要清洗工序(xù)時,整機可(kě)沿地麵軌道開出。
引料輥、毛刷輥、擠幹輥各自具有獨立的壓力調整與變頻驅(qū)動機構,通(tōng)過精確調整壓力與速度,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(yā)布輥,以提供良好的擠幹和(hé)張緊性能,並具有防擦傷和自愈功能。清(qīng)洗(xǐ)油箱具有加熱係統,可以使清洗(xǐ)介(jiè)質在不同環(huán)境(jìng)溫度下使(shǐ)用並達到(dào)zui佳塗(tú)油效果。電氣係統采用具有現場總線通信功能的PLC控製,通過觸摸屏人機界麵可以進行參數設(shè)定、故障診斷。

(6)板料塗油(yóu)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油是(shì)汽車廠常用的工藝手段,適用於自(zì)動化衝壓線的塗油機。
塗油(yóu)機主要用於板材拉延前(qián)的塗油工序,由噴槍單元、供油及油液保溫單元、噴射(shè)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(shēn)等組成。塗油機具有行(háng)走機構,在不需要(yào)塗油時(shí)可以移動離線。噴嘴采用數字化控製(zhì),保證板料上油膜位置的準確和油膜厚度的(de)均勻。不管環境溫度如何(hé)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,保證噴射效果。
(7)板料對中台
為了保證板料被準確地(dì)放置(zhì)在模具內,在機器(qì)人拾取板料前需要對板(bǎn)料進行對中。常用的對中(zhōng)台有重力對中台、機械對中台及光(guāng)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重力自由滑向一(yī)角進行(háng)定位,台上具有板料到(dào)位檢測及雙料檢測。重力對中(zhōng)台適用於機(jī)器(qì)人直接放置板料,不適(shì)用於具有清洗機、塗油機的自動線。
2)機械對中(zhōng)台
板料依靠磁性皮袋移動至擋塊,再由另外(wài)三側的氣缸(gāng)驅動打料器向中心推,從而(ér)實(shí)現精確定(dìng)位。所有打料器的位置可示教編程(chéng),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高速對中。另外,可采用雙中心設計,以滿足同時處理一模(mó)兩件或雙模雙件的要求(qiú)。台上具有板料到位檢測及雙料檢測。
3)光學對中台
這是近幾(jǐ)年發展的技術,其原(yuán)理是利用拍照獲得的板料位置圖像(xiàng)經(jīng)視頻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的要求,又(yòu)避免了(le)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(dào)位檢測及雙料檢測的磁性(xìng)皮帶機,相比(bǐ)機械對中台,光學(xué)對中(zhōng)台能夠顯著降低成本。
(8)機(jī)器人七軸與端(duān)拾器
標準六軸機器(qì)人(rén)用於衝壓生產能夠達到8件/min的生產節拍,為了進一步提高生產(chǎn)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(zhóu)。采用七軸後,機器人衝壓自(zì)動化(huà)生產線的生產節拍(pāi)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(chǎn)率能夠與昂貴的專用機械手高速(sù)線(xiàn)一較高下。
(9)線尾碼垛係統
自動化衝壓線的生產節(jiē)拍能夠超過10件/min,這(zhè)時線尾碼垛(duǒ)工位的負荷就超過勞動極限,為了適應(yīng)這種高節奏(zòu)的產出,需要先對衝壓件成品進行分流,然後由人工或機器人將其碼入料架,zui後(hòu)由鏟車將料架運走。

自動化衝壓生產線(xiàn)