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自動(dòng)化沖壓生產(chǎn)線(xiàn)

發(fā)布時(shí)間:2019/12/18

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一、多機連線(xiàn)機械手

分為多機滑塊同步模式及滑塊自由模式,一般適用于產(chǎn)量要求較大且品類(lèi)眾多的小型沖壓件。

二、多機連線(xiàn)機器人

一般適用于外觀(guān)和成形性要求較高的大型沖壓件(汽車(chē)零部件等)。

三、機器人沖壓自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)的一般構成

典型的機器人沖壓自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)包含以下部分:機器人、電控系統、拆垛裝置、過(guò)渡皮帶、板料清洗機、板料涂油機、對中臺、線(xiàn)尾碼垛系統、安全防護系統及機器人端拾器。具體布置方式可以根據生產(chǎn)車(chē)間的面積進(jìn)行調整,如拆垛車(chē)的開(kāi)出方式既可以與沖壓線(xiàn)平行也可以與沖壓線(xiàn)垂直。

1. 沖壓機器人

沖壓生產(chǎn)用機器人除了要求負載大、運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(mǎn)足頻繁起/制動(dòng)、作業(yè)范圍大、工件尺寸及回轉面積大等特點(diǎn)。各個(gè)生產(chǎn)廠(chǎng)家的沖壓機器人都在普通搬運機器人的基礎上加大了電動(dòng)機功率及減速機規格,加長(cháng)了手臂,并廣泛采用棚架式安裝結構。

2. 機器人沖壓自動(dòng)化線(xiàn)控制系統

機器人沖壓自動(dòng)化系統需要集成壓力機、機器人、拆垛機、清洗機、涂油機、對中臺、雙料檢測裝置、視覺(jué)識別系統、各種皮帶、同步控制系統、安全防護系統及大屏幕顯示,并具有無(wú)縫集成進(jìn)工廠(chǎng)MES系統的能力。為了把如此多的智能控制系統有效集成,一般采用以太網(wǎng)與工業(yè)現場(chǎng)總線(xiàn)二級網(wǎng)絡(luò )系統,其中現場(chǎng)總線(xiàn)系統可能同時(shí)搭載安全總線(xiàn)。

成型生產(chǎn)線(xiàn)

3. 拆垛系統

目前常見(jiàn)的拆垛系統有三種,分別是專(zhuān)用拆垛機/機器人+拆垛小車(chē)/桁架式機械手+拆垛小車(chē)。

1)專(zhuān)用拆垛機

其結構特點(diǎn)是垛料放置在可移動(dòng)液壓升降臺車(chē)上;垛料高度依靠與光電傳感器與液壓系統控制,保持恒定;磁力分張器依靠氣動(dòng)或電動(dòng)驅動(dòng)自動(dòng)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(pán)組垂直運動(dòng);拆成單張的板料采用磁性皮帶傳輸。

2)機器人+拆垛小車(chē)

其結構特點(diǎn)是垛料放置在可移動(dòng)的拆垛小車(chē)上;垛料高度不控制,拆垛時(shí)依靠計算的板料厚度自動(dòng)調整機器人吸料高度;磁力分張器支架安裝在拆垛小車(chē)上,支架可平移并具有多個(gè)可自由旋轉的調整關(guān)節,更換垛料時(shí)人工將磁力分張器靠在垛料周邊;拆垛用真空吸盤(pán)組及雙料檢測傳感器安裝在機器人端拾器上;拆成單張的板料由機器人放置在可伸縮過(guò)渡皮帶上進(jìn)行傳輸。

3)桁架式機械手+拆垛小車(chē)

其結構特點(diǎn)是垛料放置在可移動(dòng)的拆垛小車(chē)上;垛料高度不控制,拆垛時(shí)依靠計算的板料厚度自動(dòng)調整機械手吸料高度;磁力分張器支架安裝在拆垛小車(chē)上,支架可平移并具有多個(gè)可自由旋轉的調整關(guān)節,更換垛料時(shí)人工將磁力分張器靠在垛料周邊;拆垛用真空吸盤(pán)組及雙料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(guò)渡皮帶上進(jìn)行傳輸。

4)可伸縮皮帶機

可伸縮皮帶機用于拆垛完成后單張板料的傳輸,它可以為板料提供穿過(guò)清洗機所需的移動(dòng)速度。皮帶機的速度一般為變頻控制,以保證與后續清洗機、涂油機的同步。皮帶長(cháng)度可調整,以填補不進(jìn)行板料清洗、清洗機離線(xiàn)時(shí)的空間。

5)板料清洗機

可伸縮皮帶機用于拆垛完成后單張板料的傳輸,它可以為板料提供穿過(guò)清洗機所需的移動(dòng)速度。皮帶機的速度一般為變頻控制,以保證與后續清洗機、涂油機的同步。皮帶長(cháng)度可調整,以填補不進(jìn)行板料清洗、清洗機離線(xiàn)時(shí)的空間。

隨著(zhù)客戶(hù)對汽車(chē)表面質(zhì)量的要求越來(lái)越高,在沖壓成形前對覆蓋件板料進(jìn)行清洗已經(jīng)成為汽車(chē)廠(chǎng)的標準工藝。根據產(chǎn)量大小,板料清洗可以分為在線(xiàn)清洗和離線(xiàn)清洗兩種工藝:離線(xiàn)清洗適用于投產(chǎn)初期,單車(chē)型產(chǎn)量較低的企業(yè),一條板料清洗線(xiàn)可以供應23條沖壓線(xiàn),離線(xiàn)清洗機的規格一般寬度為2m;在線(xiàn)清洗適用于批量較大的企業(yè),為適應轎車(chē)整體側圍的尺寸,在線(xiàn)清洗機的規格一般寬度為4.2m。

清洗機由引料輥、毛刷輥及擠干輥組合的輥系,動(dòng)力及傳動(dòng)系統、液壓調整機構,清洗過(guò)濾系統,集束噴管組件,油霧收集器,潤滑系統,行走機構,以及電氣控制系統等組成。主要用于標準板材、未涂層、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(shí),整機可沿地面軌道開(kāi)出。

引料輥、毛刷輥、擠干輥各自具有獨立的壓力調整與變頻驅動(dòng)機構,通過(guò)精確調整壓力與速度,可以保證磨損、維修后的輥系與生產(chǎn)線(xiàn)保持同步。擠干輥采用無(wú)紡布層壓布輥,以提供良好的擠干和張緊性能,并具有防擦傷和自愈功能。清洗油箱具有加熱系統,可以使清洗介質(zhì)在不同環(huán)境溫度下使用并達到zui佳涂油效果。電氣系統采用具有現場(chǎng)總線(xiàn)通信功能的PLC控制,通過(guò)觸摸屏人機界面可以進(jìn)行參數設定、故障診斷。

成型生產(chǎn)線(xiàn)

6)板料涂油機

為了保證板料在較高速度下拉延成形時(shí)的質(zhì)量,在沖壓成形前對板料進(jìn)行局部涂抹拉延油是汽車(chē)廠(chǎng)常用的工藝手段,適用于自動(dòng)化沖壓線(xiàn)的涂油機。

涂油機主要用于板材拉延前的涂油工序,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、電氣控制單元及機身等組成。涂油機具有行走機構,在不需要涂油時(shí)可以移動(dòng)離線(xiàn)。噴嘴采用數字化控制,保證板料上油膜位置的準確和油膜厚度的均勻。不管環(huán)境溫度如何變化,供油及油液保溫單元均處于等待噴射狀態(tài),油液溫度恒定,保證噴射效果。

7)板料對中臺

為了保證板料被準確地放置在模具內,在機器人拾取板料前需要對板料進(jìn)行對中。常用的對中臺有重力對中臺、機械對中臺及光學(xué)對中臺三種。

1)重力對中臺

板料在裝滿(mǎn)滾珠的斜面上依靠重力自由滑向一角進(jìn)行定位,臺上具有板料到位檢測及雙料檢測。重力對中臺適用于機器人直接放置板料,不適用于具有清洗機、涂油機的自動(dòng)線(xiàn)。

2)機械對中臺

板料依靠磁性皮袋移動(dòng)至擋塊,再由另外三側的氣缸驅動(dòng)打料器向中心推,從而實(shí)現精確定位。所有打料器的位置可示教編程,對中臺具有板料到位檢測及雙料檢測。機械對中臺能夠滿(mǎn)足各種異性料的高速對中。另外,可采用雙中心設計,以滿(mǎn)足同時(shí)處理一模兩件或雙模雙件的要求。臺上具有板料到位檢測及雙料檢測。

3)光學(xué)對中臺

這是近幾年發(fā)展的技術(shù),其原理是利用拍照獲得的板料位置圖像經(jīng)視頻處理軟件后自動(dòng)調整機器人的軌跡,從而既滿(mǎn)足zui終將板料精確置入模具內的要求,又避免了機械對中臺的復雜機構。光學(xué)對中臺本質(zhì)上是一個(gè)具有板料到位檢測及雙料檢測的磁性皮帶機,相比機械對中臺,光學(xué)對中臺能夠顯著(zhù)降低成本。

8)機器人七軸與端拾器

標準六軸機器人用于沖壓生產(chǎn)能夠達到8/min的生產(chǎn)節拍,為了進(jìn)一步提高生產(chǎn)率,近年來(lái)機器人制造廠(chǎng)家與系統集成商紛紛研發(fā)附加七軸。采用七軸后,機器人沖壓自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)的生產(chǎn)節拍可以進(jìn)一步提高到12/min,使得機器人自動(dòng)化沖壓線(xiàn)的生產(chǎn)率能夠與昂貴的專(zhuān)用機械手高速線(xiàn)一較高下。

9)線(xiàn)尾碼垛系統

自動(dòng)化沖壓線(xiàn)的生產(chǎn)節拍能夠超過(guò)10/min,這時(shí)線(xiàn)尾碼垛工位的負荷就超過(guò)勞動(dòng)極限,為了適應這種高節奏的產(chǎn)出,需要先對沖壓件成品進(jìn)行分流,然后由人工或機器人將其碼入料架,zui后由鏟車(chē)將料架運走。

成型生產(chǎn)線(xiàn)

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