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,一般适(shì)用于産量要求(qiú)較大(dà)且品(pǐn)類衆多的小型沖壓件。
二、多機連線機器人
一(yī)般适用于外觀和成形性(xìng)要求較高(gāo)的大型沖壓件(汽車零部件等)。
三(sān)、機器人沖壓自動(dòng)化生産線的一般構(gòu)成
典型(xíng)的機器人沖壓自動化生産線包含以下部分:機器人(rén)、電控系統、拆垛裝置、過渡皮帶、闆料清洗機、闆料塗油機、對中(zhōng)台、線尾(wěi)碼垛系統、安(ān)全防護系(xì)統及(jí)機器人端拾器。具體布置(zhì)方式可(kě)以根據生産(chǎn)車間的面(miàn)積進行調整,如拆垛車(chē)的(de)開出方式既可以與沖壓線平行(háng)也可以與沖(chòng)壓線垂直。
1. 沖壓(yā)機器人
沖壓生産用機器(qì)人除了要求負載大、運行軌迹(jì)精确及性能穩定可靠等搬運(yùn)機器人所(suǒ)共有的特性,還要滿(mǎn)足頻繁起/制動、作業範圍大、工(gōng)件尺寸及回轉面積大等(děng)特點。各個(gè)生産廠家的沖(chòng)壓機器人都在普通(tōng)搬運(yùn)機器人的基礎上加大了電動機功率及減速機規(guī)格,加長了手(shǒu)臂(bì),并廣泛采用棚架式安裝結構。
2. 機器人沖壓自動化線控(kòng)制(zhì)系(xì)統
機器人沖壓自動化系統需要集成壓(yā)力機、機器人、拆垛機、清洗機、塗(tú)油機、對中台、雙(shuāng)料檢(jiǎn)測裝置、視覺識别系統、各種皮帶(dài)、同步控制系(xì)統、安(ān)全防護系統及大(dà)屏幕顯示,并具有(yǒu)無縫集成進工廠MES系統的(de)能力。為了(le)把如(rú)此多的智能控制系統有效集成,一般采用以太網與工業現場總線二級網絡系統,其中現場總線系統可能同時搭載安全總線。
3. 拆垛系(xì)統
目前常見的拆垛(duǒ)系統有三種,分别是專用拆垛機/機器人+拆(chāi)垛小車/桁架式機械手+拆垛小車。
(1)專用(yòng)拆垛機
其結構特點是垛料放(fàng)置在(zài)可移動液壓升降台車上;垛料高度依靠與光電傳感器與液壓系(xì)統控制,保持恒定;磁(cí)力(lì)分張器依靠氣動或電動驅動自動(dòng)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,真空吸盤組垂直運動;拆成單張(zhāng)的闆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在可(kě)移動的拆垛小車上;垛料高度不控制,拆垛時依靠計算(suàn)的闆料厚度自(zì)動調整機器(qì)人吸料高度;磁力分張器支架安裝在拆垛小車上,支架可平移并具(jù)有多個可自由旋轉的調(diào)整關節,更換垛料時人工将(jiāng)磁力分(fèn)張器靠在垛料周邊(biān);拆垛用真空吸盤組(zǔ)及雙(shuāng)料檢測傳感器安裝在機器人端拾器上;拆(chāi)成單張的(de)闆料由機器人(rén)放置在可伸縮過渡皮帶上進行傳輸。
(3)桁架式(shì)機械手+拆垛(duǒ)小車
其結構特點(diǎn)是垛料放置在可(kě)移動的拆垛小車上(shàng);垛料高度不控制,拆垛時依靠計算的闆料厚度自動調整機(jī)械手吸料高度;磁力分張器支(zhī)架安裝在(zài)拆垛小車上,支架可(kě)平移并具有多個可自由旋轉的調整關節,更(gèng)換垛料時(shí)人工将磁力分張器靠在(zài)垛料周邊;拆垛用真空吸(xī)盤組及(jí)雙料檢測傳感器安裝在桁(héng)架式機械(xiè)手端拾器(qì)上;拆成單張的闆料(liào)由機械手放置在可伸縮過渡(dù)皮帶上進行傳輸(shū)。
(4)可伸縮皮帶機
可伸縮皮(pí)帶機用于拆垛完成後單張闆料的傳(chuán)輸,它可以為闆料提供穿過清(qīng)洗機所(suǒ)需的移動速(sù)度。皮帶機(jī)的速度(dù)一般為變頻(pín)控制,以保證(zhèng)與後續清洗機、塗油機的同(tóng)步。皮帶長(zhǎng)度可調整,以填補不進行闆料清洗、清洗機(jī)離線時(shí)的空間。
(5)闆料清洗(xǐ)機
可伸縮(suō)皮帶機用于拆垛完成後單張闆料的傳輸,它可以為闆料提供(gòng)穿過(guò)清洗機所需的(de)移動速度。皮帶機的速度一般(bān)為變頻控(kòng)制,以保證與(yǔ)後續清洗機(jī)、塗油(yóu)機的同步(bù)。皮帶長度可調整,以填補不進行闆料清(qīng)洗、清洗機離線(xiàn)時的空間。
随着客戶對汽(qì)車表面質量的(de)要求越來越高,在沖壓成(chéng)形前對覆蓋件(jiàn)闆料進行清(qīng)洗已經(jīng)成為汽車廠的标準工藝。根據産量大小,闆料清洗可以分為在線清洗和離線清洗(xǐ)兩種工藝:離線清洗适(shì)用于投産初期,單車型産量較低的企業,一條闆料清洗線可以供應2~3條(tiáo)沖壓線(xiàn),離線清洗機的規格一般寬度為2m;在線清洗(xǐ)适用于批量較大的企業,為适應轎車整體側圍的尺寸,在線清洗機(jī)的規格一般寬度為4.2m。
清洗機(jī)由引料輥(gǔn)、毛刷輥及(jí)擠幹輥組合的輥系,動(dòng)力及傳(chuán)動系統、液(yè)壓調整機構,清洗過(guò)濾系統,集束噴管組件,油霧收集器(qì),潤滑系統,行走機構,以及電氣控制系統等組成。主要用于(yú)标準闆(pǎn)材、未(wèi)塗層、鍍鋅闆以及鋁闆等闆料、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(kě)沿地面軌道開出。
引料輥、毛刷輥、擠幹(gàn)輥各自具有獨立(lì)的壓力(lì)調整與變頻驅動機構,通過(guò)精(jīng)确調整壓力與速度(dù),可以保證磨損、維修(xiū)後的(de)輥系與生産線保持同步。擠幹輥采用無紡布層壓布輥,以提供良好的擠幹(gàn)和張緊性能,并具有防擦(cā)傷和自愈功能。清洗油箱具有加熱系統,可以使清洗介質在不同環境溫度下使用并達到zui佳塗油(yóu)效果。電氣系統采(cǎi)用具有現場總線(xiàn)通(tōng)信功(gōng)能的(de)PLC控制,通過觸摸屏人機界面可以進行參數設定、故障診斷。
(6)闆(pǎn)料塗油機
為了保證闆料(liào)在較高速度下(xià)拉延成形時的質量,在沖壓成形前(qián)對闆(pǎn)料進行局部(bù)塗抹拉延油是汽車廠常用的工藝手段,适用于自動(dòng)化沖壓線的塗油機。
塗油機主(zhǔ)要用于闆材拉延前的塗(tú)油工(gōng)序,由噴槍(qiāng)單元、供油及油液(yè)保溫單元、噴射供氣(qì)單元、闆料輸送單元、油霧收集單元、電氣控制單(dān)元及機身等組成。塗油機具有行走機構,在不需要塗油(yóu)時可以移動離線。噴嘴采用數字化(huà)控制,保證闆料上油膜位(wèi)置的準确和油膜厚度的均勻(yún)。不管環境溫度如何變化,供油及油液保溫單元均處于等待(dài)噴射狀态,油液溫度恒定,保證噴射效果。
(7)闆料對中(zhōng)台
為了保證闆料被準确地放(fàng)置在(zài)模具内,在(zài)機器人拾取闆料前需要(yào)對闆料進行對中。常用的對中台有重力對中台、機械對中台及光學對(duì)中台三種。
1)重力(lì)對中台
闆料在裝滿滾珠的斜面上依靠重力自由(yóu)滑向一角進行(háng)定位,台上具有闆料到位檢測及雙料檢測。重(zhòng)力對中台适用(yòng)于機器人直接放置闆料,不适用于具有清洗機、塗油機的自動線。
2)機械(xiè)對中台
闆料依靠磁性皮(pí)袋移動至擋塊(kuài),再(zài)由另外三側的氣缸驅動打(dǎ)料器向中心推,從而實現(xiàn)精(jīng)确定位。所有打料器的(de)位置(zhì)可示(shì)教編程,對中台具有闆料到位(wèi)檢測及雙料檢(jiǎn)測。機械對中台能夠(gòu)滿足各種異(yì)性料的高(gāo)速(sù)對中。另外,可采(cǎi)用雙(shuāng)中心設計,以滿足同時處理一(yī)模兩件或雙模雙件的(de)要求。台上具有闆料到位檢測及(jí)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闆料位置圖像經視頻(pín)處理軟件後自動(dòng)調整機器人的軌迹,從而既滿足zui終(zhōng)将闆料(liào)精确置入模具内的要求,又(yòu)避免(miǎn)了機械對中台的(de)複(fú)雜機構。光學對中台本質(zhì)上是一個具有闆料到位檢(jiǎn)測及雙料檢測的磁性皮(pí)帶(dài)機,相比機(jī)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(duān)拾器
标準六軸機器(qì)人用于沖壓生産能夠達到8件(jiàn)/min的生産節拍,為(wéi)了進一步提高生産率,近年來機器人制造廠家與系統集成商紛紛研發附加七軸。采用(yòng)七軸後,機器人沖壓自動化生産(chǎn)線的生産(chǎn)節拍可以進一步提高到(dào)12件/min,使得機器人自動化(huà)沖壓線的生産率能夠與昂貴的專用機械手高速線一較高下。
(9)線尾碼垛系統
自動化沖壓線的生(shēng)産節拍能夠超過10件/min,這時(shí)線尾(wěi)碼垛(duǒ)工位的負荷(hé)就超過勞動(dòng)極限,為了适應這種高節奏的産出,需要先對沖壓(yā)件成品進行分(fèn)流,然後由人工或機器人(rén)将其碼入料架,zui後由鏟車将料架運走。
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