一、多機連線機械手
分為多機滑(huá)塊同步模(mó)式及滑塊自由模式,一般適用(yòng)於產量要求較大且品類(lèi)眾(zhòng)多的小型衝壓件。
二、多機(jī)連線機(jī)器人
一般適用於外觀和成形性(xìng)要求較(jiào)高的大型衝壓件(汽車零部件等)。
三、機(jī)器人(rén)衝壓自動化生(shēng)產(chǎn)線的一般構成
典(diǎn)型的機器人衝壓自動(dòng)化生產(chǎn)線包(bāo)含以下部分(fèn):機器人、電控(kòng)係統、拆垛(duǒ)裝置、過渡(dù)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(hù)係統及機(jī)器人端拾器。具體布置方式可以根據生產車間的麵積進行(háng)調整,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載大、運行軌跡精確及性能(néng)穩定可靠等搬運機器人所(suǒ)共有的特性,還要(yào)滿足頻(pín)繁起/製動、作業範圍大、工件尺寸及回轉麵積大等(děng)特點(diǎn)。各個生產廠(chǎng)家的衝壓機器人都在普通(tōng)搬運機器人的基礎上加大了電動機功(gōng)率及減速機規格(gé),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
機器人衝壓自動(dòng)化係統需要集成壓力機、機器人、拆垛機、清(qīng)洗(xǐ)機、塗油(yóu)機、對中台、雙(shuāng)料檢測裝置、視(shì)覺識(shí)別係統、各種皮帶、同步(bù)控製係統、安全防護係統(tǒng)及大(dà)屏幕顯示,並(bìng)具有無縫集成進工廠MES係(xì)統的能(néng)力。為了把如此(cǐ)多的智能控製係統有效集成,一般采用以太網與工業現場總線(xiàn)二級網絡係統(tǒng),其中現場總線係統可能同時搭載安全總線。

3. 拆垛係統
目前常見的拆垛係統有三種,分(fèn)別是專用拆垛機/機(jī)器人+拆垛小車/桁架式機械手+拆(chāi)垛小車。
(1)專用拆垛機
其結構特點是垛料放置在可移動液壓升降台車(chē)上;垛料高度依靠與光電傳(chuán)感器(qì)與液壓係統控(kòng)製,保持恒定;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(zǔ)進行拆垛,真空吸盤組垂直運動;拆成單(dān)張的板料采用磁性皮帶傳輸。
(2)機器人+拆(chāi)垛小車(chē)
其結構特點是垛(duǒ)料放置在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器(qì)人吸料高度(dù);磁(cí)力分張器支架安(ān)裝在(zài)拆垛(duǒ)小(xiǎo)車上,支架可平移並具有多個可自由旋轉的調整關節,更換垛料(liào)時人(rén)工(gōng)將磁力分張器(qì)靠在垛料周邊;拆垛用真空吸盤組及(jí)雙料(liào)檢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帶上進行傳輸。
(3)桁架式機械手+拆垛(duǒ)小車(chē)
其結(jié)構特點是垛料放置(zhì)在可(kě)移動(dòng)的拆垛小車上;垛料高度不(bú)控製(zhì),拆垛時依靠計算的板料(liào)厚度自動調整機械手吸料高度;磁力分張器支架安裝在拆(chāi)垛小車上,支架(jià)可平移並具有多個(gè)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;拆垛用真空吸盤組及雙(shuāng)料檢測傳感器安裝(zhuāng)在桁架式機械手(shǒu)端拾器上;拆成單張的板料由機械(xiè)手(shǒu)放置在可伸縮過渡皮帶上進行傳輸。
(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需的(de)移動速度。皮帶機的速度一般為(wéi)變頻控製,以(yǐ)保證與後續清洗機、塗油機的同步。皮帶長度可調整,以填補不進行板料清(qīng)洗、清洗機離線時的空間。
(5)板料清洗機
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需(xū)的移(yí)動(dòng)速度。皮帶機的(de)速度(dù)一般(bān)為變頻控製,以(yǐ)保證(zhèng)與後續清洗機、塗(tú)油機的同步。皮帶長度可調整(zhěng),以填補不進行板料(liào)清洗、清洗機離線時的空間。
隨著客戶對汽(qì)車表麵質量的要求越來越(yuè)高,在衝壓成形前對覆蓋件板(bǎn)料進行清洗已經(jīng)成為汽車廠的標準工藝。根(gēn)據產量大小,板料清洗可以分為在線清洗和離線清洗兩(liǎng)種工藝:離線清洗適用於投產初期(qī),單車型產量較低的(de)企業,一條板料(liào)清洗線可(kě)以供應2~3條衝壓線,離線清(qīng)洗機的規格一般寬度為2m;在線清洗適用於批量較大的企業,為適應轎車整體側圍的尺(chǐ)寸,在線清洗機的規格一般寬(kuān)度為4.2m。
清洗機由引料輥、毛刷輥及擠幹輥組(zǔ)合的輥係,動力及傳動係統、液壓調整機構,清(qīng)洗過濾係統,集束(shù)噴管組件,油霧收集器(qì),潤滑係統,行走機構,以及電氣控製係統等組成。主要用於標準板材、未(wèi)塗層、鍍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(miàn)軌道開出。
引料輥、毛(máo)刷輥、擠幹輥各自具有獨立的壓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(zhèng)磨損、維修後的輥係與生產線保持同步(bù)。擠幹輥采用無紡布(bù)層壓布輥,以(yǐ)提供良好的擠幹(gàn)和(hé)張緊性能,並具有防擦傷和自愈功(gōng)能(néng)。清洗油(yóu)箱具有加熱係統,可以使清洗介(jiè)質在不同環(huán)境溫度下使用並達(dá)到zui佳(jiā)塗油效果。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(píng)人機(jī)界麵(miàn)可以進行參數(shù)設(shè)定、故障診斷。

(6)板料塗油機
為了保證板料在較(jiào)高速度下拉延成形時的質(zhì)量,在衝壓成形前對(duì)板料進行局部塗抹拉延油是汽車廠常用的工藝手段(duàn),適用於自(zì)動化衝(chōng)壓線的塗油機。
塗油機主要用於板材拉(lā)延(yán)前的塗油工序,由噴槍單元、供油(yóu)及(jí)油液保溫單(dān)元、噴射供氣單(dān)元、板料輸送單元、油霧(wù)收集單元、電氣控製單元及(jí)機身等(děng)組成。塗油機具有行走機構,在不需要塗油時可以移動離線。噴嘴采用數字化控製,保證板料上油(yóu)膜位置的準(zhǔn)確和油膜厚度的均勻。不管環(huán)境(jìng)溫度如何變化(huà),供油及油液保(bǎo)溫單元均(jun1)處於等(děng)待噴射狀態,油液溫度恒定,保證噴(pēn)射效果。
(7)板料對中台(tái)
為了保證板料被準確(què)地放置在模具內,在機器(qì)人拾取板料前需要對板料(liào)進行(háng)對(duì)中。常用的對中台有重力對(duì)中台(tái)、機械對中台及光(guāng)學對中台三種。
1)重力對中台(tái)
板料在裝(zhuāng)滿(mǎn)滾珠的斜麵上依靠重力自由滑向一角進行定位,台(tái)上具有板料到位檢測及雙料檢測(cè)。重力對中台適用於機器人直接放置板料,不適用於具有清洗機、塗油機的自(zì)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動打料器向中心推,從而實現精確定位。所有打料器的位置可示教編程,對中台具有板料(liào)到位檢測及(jí)雙料檢測。機械對中台能夠滿足各種異性料的高速(sù)對中。另外,可采用雙中心設計,以滿足同時處(chù)理一模兩件或雙模雙件的要求。台上(shàng)具有板料到位(wèi)檢測及雙料檢(jiǎn)測。
3)光學對中(zhōng)台
這(zhè)是近幾年發展的技術,其原理是利用拍照獲得的板料位置(zhì)圖像經視頻處(chù)理軟件後自動調整機器人的軌跡,從而既滿足(zú)zui終將板料精確置入模具內的要求,又避免了機(jī)械對中台的複雜機構。光學對中台(tái)本質上是一個具有板料到位檢測(cè)及雙料(liào)檢測的(de)磁性皮帶機,相(xiàng)比機械對中台,光學對中台能夠顯著降低成本。
(8)機器人七軸與端拾器
標準六軸機器人用於衝壓生產能夠(gòu)達到8件/min的生產(chǎn)節(jiē)拍(pāi),為(wéi)了進一步提高生產率,近年來機器(qì)人製造廠家與係統集成商紛紛研發附加七(qī)軸。采用(yòng)七軸後,機器人衝壓自動化生產線的生產節拍可以進一步提(tí)高到12件/min,使得機器人自動化衝壓線的生產率能夠(gòu)與昂貴的(de)專(zhuān)用機械手高速線一較高下。
(9)線尾碼垛係統
自動化衝壓(yā)線的生產節拍能夠超過10件/min,這時線尾(wěi)碼垛工位(wèi)的負(fù)荷就超過勞動極限,為了適應這種高節奏(zòu)的產出,需要(yào)先(xiān)對衝壓(yā)件成品進行分流(liú),然後由人工或機器人將其碼入料架,zui後由鏟車將(jiāng)料(liào)架運走。

自動(dòng)化衝壓生產線