一、多機連線機械手
分為多機滑塊同步模式及滑塊自由模式,一般適用於產量要求較大(dà)且品類眾多的小型衝壓件。
二、多機連線機器人
一(yī)般(bān)適用於外觀和成形性要求較高的(de)大型衝壓件(汽車零部件等)。
三、機器人衝壓自動化生產線(xiàn)的一般構成
典型的機器人衝壓自(zì)動化生產線包含以下部分:機器(qì)人、電控係統、拆垛裝置、過渡皮帶、板(bǎn)料清洗機、板料塗油機、對中(zhōng)台、線尾碼(mǎ)垛係統、安全防護係統及機(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(jí)性能穩(wěn)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(jiàn)尺寸及(jí)回轉麵積大等特點(diǎn)。各個生產(chǎn)廠家的(de)衝壓(yā)機(jī)器人都(dōu)在普通搬運機器人的(de)基礎上(shàng)加大了電動機功率及減速(sù)機(jī)規(guī)格,加長了手臂,並廣泛采用棚架式安裝結構。
2. 機(jī)器人衝壓自動化線控製係(xì)統
機器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(cè)裝置、視覺識別係統、各種皮帶、同步控製係統、安全(quán)防護係統及大屏幕顯示,並具有無縫集成進工廠MES係統的能力。為了把如(rú)此多的智能控製係統有效集成,一般采用以太網與工(gōng)業現場總線二級網絡係統(tǒng),其中現場總線係統可(kě)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(shì)專用拆垛機/機器人+拆垛小車/桁架式機械手+拆垛小車。
(1)專用拆垛機
其結構特(tè)點是(shì)垛料(liào)放(fàng)置在可移動液壓升降台(tái)車上;垛料高度依(yī)靠與(yǔ)光電傳感器與液壓(yā)係統控製,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(dòng)、矩陣布置的真空吸盤(pán)組進(jìn)行拆垛,真空吸盤組垂直運(yùn)動;拆成單張的板料采用磁性皮帶傳輸。
(2)機器人+拆垛(duǒ)小車
其結構特點是垛料放置在可移動的(de)拆垛小車上;垛料高度不控製,拆垛時依靠計算的板料厚度自動調(diào)整機器人吸料高度;磁力分張器(qì)支架安裝在拆垛小車上,支架可平移並具有多個可自由旋轉的(de)調整(zhěng)關節,更(gèng)換垛料時人工將磁力分張器靠在垛料周邊;拆垛(duǒ)用真空吸盤組及雙料檢測傳感器安裝在機器人端拾器上;拆成單張的板料由(yóu)機器人放置在可伸(shēn)縮(suō)過渡皮帶上進行傳輸。
(3)桁架式機械手+拆垛小車
其結構特點是(shì)垛料放置在可移動的拆垛小車上;垛料高度不控製,拆垛時依靠計算的板(bǎn)料厚度(dù)自動調整機械手吸(xī)料高度;磁力分張器支架安裝在拆垛小車上,支架可平移(yí)並具有多個可自由旋轉(zhuǎn)的調整關節,更(gèng)換垛料(liào)時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(jí)雙料檢測(cè)傳感(gǎn)器安裝在桁架式(shì)機械手端拾器上;拆(chāi)成單張的(de)板料(liào)由機械手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垛完成後單張板料的傳輸,它可以(yǐ)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控製,以保證與後續清洗(xǐ)機、塗油機的同步。皮帶(dài)長度可調整,以填補不進行板料清洗、清洗機離線時的(de)空(kōng)間。
(5)板(bǎn)料清洗機
可伸縮皮帶機用於拆垛完成後單張板料的傳輸,它(tā)可以為板料提(tí)供(gòng)穿過清洗機所需的移動速度。皮(pí)帶機的速度一般為變頻控(kòng)製,以保證與後續清洗機、塗油機的同步。皮帶長度可調整,以填補不進行板料(liào)清洗、清(qīng)洗機離線時的空間。
隨(suí)著客戶對汽車(chē)表麵質量的要求越來越高,在衝壓成形前對覆蓋件(jiàn)板(bǎn)料進行清洗(xǐ)已經成為(wéi)汽車廠的標準工藝。根據產量大小,板料清洗可以分為在線清(qīng)洗和離線清洗兩種工藝(yì):離線清洗適用(yòng)於投(tóu)產(chǎn)初期,單車型產量較低的企(qǐ)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(yòng)於批量較大(dà)的企業,為適應轎車整體(tǐ)側圍的尺寸,在線清洗機的規格一般寬度為4.2m。
清洗機(jī)由引料輥、毛刷輥及(jí)擠幹輥組合的輥係,動力(lì)及傳動係統、液壓調整機構,清洗過濾係統,集束(shù)噴管組件,油霧收集器,潤滑(huá)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,在不需要清洗工序時,整機可沿地麵軌道開出。
引料輥、毛刷輥、擠幹輥各自具有獨立的壓力調整與變頻驅動機構,通過(guò)精確調整壓力與速度,可以保證磨損(sǔn)、維修(xiū)後的輥係與生產線保持同步。擠幹輥采用無紡布層壓布輥,以提供良好的(de)擠幹和張緊性能,並具有防擦傷和自愈功能。清洗油箱具有加熱係統,可(kě)以使清洗介質在不同環境溫度下使用(yòng)並達到zui佳塗油效果(guǒ)。電氣係統采用具(jù)有現場總線通信功能(néng)的PLC控製,通(tōng)過觸摸屏人機界麵可以進行參數設定、故障診斷(duàn)。

(6)板料塗油機
為了保證板料在較高速度下(xià)拉延成形時的(de)質量,在衝壓成形(xíng)前對板料進行局(jú)部塗抹拉延油是汽車廠常用的工藝手段,適(shì)用於自(zì)動(dòng)化衝壓線的(de)塗油機。
塗油機主(zhǔ)要用於板材拉延前的塗(tú)油工序,由噴槍(qiāng)單元、供油及油液(yè)保溫單元、噴射供(gòng)氣單元、板料(liào)輸送單元、油霧收集單元、電氣控製(zhì)單元及機身(shēn)等組(zǔ)成。塗油機具有行走機構,在(zài)不需要塗油時可以移動離線。噴嘴采用數(shù)字化(huà)控製,保證板料(liào)上油膜位置的準確和油膜厚度的均勻。不管環境溫度如何變化,供(gòng)油及油液保溫單元均處於等待噴射狀態,油液溫度恒定,保證噴射效果。
(7)板料對中台(tái)
為了保證板料被準確地放置在(zài)模具內,在機器人拾取板料前需要對板料進行對中。常用的對中台有重力對中台、機械對中台及光學對中台三種。
1)重力對中台
板料在裝(zhuāng)滿滾珠的(de)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(bǎn)料,不(bú)適用於(yú)具有清(qīng)洗機、塗(tú)油機(jī)的自動線。
2)機械對中台
板料依靠磁性皮袋(dài)移動至擋塊,再由另外三側的氣缸驅動打(dǎ)料器向中(zhōng)心推(tuī),從而實現精確定位。所有打料器的位置可示教(jiāo)編程,對中台具(jù)有板料到位檢測及雙料檢測。機械對中台能夠滿足各種(zhǒng)異(yì)性料的高速對中。另外,可采(cǎi)用雙中(zhōng)心設(shè)計,以滿足同時(shí)處理一模兩件或雙(shuāng)模雙件的要求(qiú)。台上具有板料到位檢測及(jí)雙料檢(jiǎn)測。
3)光學對中台
這是近幾年發展的技術(shù),其原理是利用拍照獲得的(de)板料位置圖(tú)像經視頻處理軟件(jiàn)後自動調整機(jī)器人的軌跡,從而(ér)既(jì)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雜機構。光(guāng)學對中台本(běn)質上是一個具有板料到位檢測及雙(shuāng)料檢測的磁性皮帶機,相比機械對中台,光(guāng)學對中台能夠顯著降低成本。
(8)機器人七軸與端拾器
標(biāo)準六軸機器人(rén)用於衝壓(yā)生產能夠達到8件/min的生產(chǎn)節拍,為(wéi)了進一步(bù)提高生產率,近年來機器人製造(zào)廠家與係統集成商紛紛研發附加七軸。采用七軸後,機器人衝壓自(zì)動化生(shēng)產線的生產節拍(pāi)可以進一步提高到12件(jiàn)/min,使得機器人自動化衝壓線的生產率能(néng)夠與昂貴的專(zhuān)用機械手高速線一較高下。
(9)線(xiàn)尾碼垛係統
自動化衝壓線的(de)生產節拍能夠(gòu)超過10件/min,這時線尾碼垛工(gōng)位的負荷就超過勞動極限,為了適(shì)應這種高節奏的產出,需要先對衝壓件成品進行分(fèn)流,然後由人工或機器人將(jiāng)其碼入料架,zui後由鏟車將料架運走。

自動化(huà)衝壓生產線