單臂機(jī)械手自動(dòng)沖壓線

發(fā)布日期:2012-04-06    蘭生客服中心    瀏覽:4708

  沖壓件的生產(chǎn)效率和質(zhì)量除了與產(chǎn)品設(shè)計(jì)和模具相關(guān)外,與搬運(yùn)的過程也有很大的關(guān)系。自動(dòng)化搬運(yùn)不僅快速而且準(zhǔn)確,能夠大大提高沖壓生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率和沖壓件的下線合格率,為汽車生產(chǎn)的后續(xù)工藝提供保障。

自動(dòng)沖壓線的最佳選擇

  對(duì)于汽車沖壓線,目前,國(guó)產(chǎn)壓機(jī)在單次模式下的最快節(jié)拍為12次/min,配備何種自動(dòng)化設(shè)備將直接決定沖壓線的生產(chǎn)能力,并且由于壓機(jī)的投資遠(yuǎn)高于自動(dòng)化設(shè)備,若自動(dòng)化設(shè)備的生產(chǎn)效率低于壓機(jī),則會(huì)造成壓機(jī)投資的部分浪費(fèi),如果整線采用機(jī)械手與壓機(jī)完全同步的運(yùn)行方式,就能保證整線的最高運(yùn)行速度達(dá)到12次/min。

  我公司目前擁有數(shù)條手動(dòng)沖壓線、機(jī)器人自動(dòng)化沖壓線和Gudel單臂機(jī)械手自動(dòng)化沖壓線。手動(dòng)沖壓線投入較低,但存在一定的人身安全隱患,效率較低;機(jī)器人自動(dòng)化沖壓線投入中等,不存在人身安全隱患,但生產(chǎn)線無(wú)法同步運(yùn)行,效率中等;Gudel單臂機(jī)械手自動(dòng)化沖壓線投入稍高,不存在人身安全隱患,生產(chǎn)線可以完全同步,效率較高。三種生產(chǎn)線的產(chǎn)出投入比大致為1:1.089:1.26。相比而言,Gudel單臂機(jī)械手在汽車沖壓自動(dòng)化應(yīng)用中以其高速、準(zhǔn)確的傳輸和較高的性價(jià)比優(yōu)勢(shì)受到我公司的青睞。

  Gudel單臂機(jī)械手最高運(yùn)行速度可高達(dá)12次/min,重復(fù)定位精度達(dá)±0.2mm。由于是直接傳送,每個(gè)自動(dòng)化單元只需要一套端拾器,而傳統(tǒng)的自動(dòng)化單元卻需要三套端拾器。在端拾器方面可大大減少運(yùn)行成本。

  我公司Gudel單臂機(jī)械手自動(dòng)沖壓線的自動(dòng)化系統(tǒng)包括線頭拆垛和壓力機(jī)線零件傳輸兩個(gè)子系統(tǒng)(整體組成見圖1)。
           
                       圖1 自動(dòng)化沖壓線

線頭拆垛子系統(tǒng)的運(yùn)行

  線頭拆垛子系統(tǒng)(見圖2)的工作流程是:拆垛機(jī)械手從板料小車拾取板件送到磁性皮帶機(jī),磁性皮帶機(jī)攜板件經(jīng)過掃描儀送往對(duì)中臺(tái),對(duì)中臺(tái)根據(jù)掃描結(jié)果對(duì)板件位置進(jìn)行修正。

  拆垛機(jī)械手動(dòng)作簡(jiǎn)單,可實(shí)現(xiàn)Y方向(圖2中兩小車之間的方向)和Z方向(垂直地面方向)的快速運(yùn)動(dòng),滿足使用要求。機(jī)械手上安裝有雙板件檢測(cè)傳感器,可避免機(jī)械手拾取雙件送入模腔從而損壞模具。機(jī)械手還安裝有光電傳感器,檢測(cè)板件的拾取情況。
               
                       圖2 線頭拆垛子系統(tǒng)

  生產(chǎn)過程中,當(dāng)生產(chǎn)完一個(gè)垛料堆,磁力分離器安裝的接近開關(guān)檢測(cè)到末料,系統(tǒng)工控機(jī)發(fā)送轉(zhuǎn)移垛料堆生產(chǎn)指令,機(jī)械手需要切換到另一垛料堆繼續(xù)生產(chǎn)。本線在Y方向設(shè)置有兩個(gè)垛料小車,避免垛料切換造成停線,使生產(chǎn)的連續(xù)性得以保證,并且當(dāng)某邊小車出現(xiàn)故障需要離線維修時(shí),生產(chǎn)線可以使用另一小車維持生產(chǎn)。在板料小車定位方面,我們改變了傳統(tǒng)的接近開關(guān)檢測(cè)方式,采用激光測(cè)距儀進(jìn)行檢測(cè),提高了小車行進(jìn)的精度和測(cè)距的穩(wěn)定性。

  分離主要目的是防止多板件同時(shí)進(jìn)入模腔而損壞模具。對(duì)于鐵板件,分離的方式可采取磁力分離方式,為機(jī)械手的快速搬運(yùn)提供充分準(zhǔn)備。磁力分離器具有可消磁功能,保護(hù)操作工的安全,方便操作。

  在高速生產(chǎn)過程中,為保證輸送質(zhì)量,避免板件滑行是非常必要的。磁性傳送帶在高速線的使用可以有效防止板件的滑移,為對(duì)中提供保證。磁性皮帶可將板件準(zhǔn)確傳輸至對(duì)中臺(tái),避免二次定位出現(xiàn)過大調(diào)整。磁性皮帶設(shè)計(jì)為雙向運(yùn)行,當(dāng)兩軸機(jī)械手拾取到雙板件時(shí),工控機(jī)將發(fā)送指令要求磁性皮帶反向運(yùn)行,將雙板件送往雙件回收料架。

  對(duì)中臺(tái)的作用是對(duì)板件進(jìn)行最終定位,以便讓上料機(jī)械手拾取到位置正確的板件準(zhǔn)確送入模腔。我公司采用的是一種全新的掃描對(duì)中技術(shù),其基本工作原理是將磁性皮帶送來(lái)的板件進(jìn)行掃描取影像,然后與預(yù)先保存的標(biāo)準(zhǔn)影像對(duì)比得出位置差。工控機(jī)根據(jù)位置差計(jì)算出板件所需移動(dòng)的方向及移動(dòng)量,然后由擁有7個(gè)伺服軸的對(duì)中臺(tái)對(duì)板件的位置進(jìn)行修正。

  因掃描對(duì)中臺(tái)由獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)執(zhí)行,在機(jī)械手運(yùn)送板件的過程足以完成對(duì)中,整個(gè)掃描對(duì)中無(wú)需占用整線的時(shí)間,即掃描對(duì)中先于機(jī)械手拾取板件完成。

壓力機(jī)線傳輸子系統(tǒng)的運(yùn)行

  壓力機(jī)線傳輸子系統(tǒng)的工作流程是:上料機(jī)械手拾取位置修正后的鐵板件并送入第一號(hào)壓力機(jī)模腔;壓力機(jī)間機(jī)械手分別將完成拉伸、切邊、翻邊和 沖孔等工序的零件送入下一工位;機(jī)械手將沖壓完成的零件送到出料皮帶機(jī);出料皮帶機(jī)將零件送出圍欄外;人工拾取零件裝框。

  新型機(jī)械手(見圖3)剔除了不必要的運(yùn)動(dòng),只保留兩個(gè)X方向的線性運(yùn)動(dòng)和兩個(gè)繞Y方向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),機(jī)體機(jī)械結(jié)構(gòu)得到簡(jiǎn)化,不僅有利于高速運(yùn)行,而且電氣控制也得到簡(jiǎn)化。機(jī)械手還安裝有光電傳感器,檢測(cè)板件的拾取情況。

  壓力機(jī)安裝有專門編碼器供前后機(jī)械手使用,以實(shí)時(shí)確認(rèn)壓力機(jī)、機(jī)械手的相互位置,實(shí)現(xiàn)壓力機(jī)與機(jī)械手的完全同步運(yùn)行,提高生產(chǎn)效率。

  線尾輸送主要由左、中、右三個(gè)水平出料皮帶機(jī)組成。左、右皮帶機(jī)只能分別向左或右運(yùn)行,而中間皮帶機(jī)則允許向左或右運(yùn)行。當(dāng)生產(chǎn)線高速運(yùn)行時(shí),要求裝框的速度也隨之加快。雙邊皮帶出料裝框的設(shè)計(jì)可以提高裝框的速度,并可大大減輕工人裝框的勞動(dòng)強(qiáng)度。左右皮帶機(jī)的端頭安裝有光電傳感器供零件檢測(cè)作用,當(dāng)零件來(lái)不及裝框而運(yùn)行至皮帶端部時(shí),光電傳感器將做出反饋并使工控機(jī)發(fā)出單邊皮帶停止的信號(hào),避免零件掉落;同時(shí)防止機(jī)械手再次放置零件至皮帶機(jī)導(dǎo)致堆積而損傷零件。當(dāng)某邊皮帶機(jī)出現(xiàn)故障短時(shí)間無(wú)法恢復(fù)時(shí),生產(chǎn)線允許單邊皮帶機(jī)進(jìn)行降級(jí)運(yùn)行維持生產(chǎn),而損壞或存在故障的皮帶機(jī)則可進(jìn)行離線修復(fù)或故障排除。
           
                       圖3 新型機(jī)械手

產(chǎn)品切換及三工序生產(chǎn)

  除正常的生產(chǎn)搬運(yùn)功能以外,整線還有其他附加功能,使生產(chǎn)過程更加安全高效,更人性化。

  生產(chǎn)過程中,產(chǎn)品切換不可避免,因切換時(shí)需要停線,故如何減少切換時(shí)間是每一廠家都在研究的課題。Gudel自動(dòng)化系統(tǒng)將整線設(shè)備(包括壓力機(jī))進(jìn)行統(tǒng)籌管理,在總控臺(tái)即可實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一切換。當(dāng)總控臺(tái)的產(chǎn)品切換指令發(fā)出,垛料小車、對(duì)中小車退出到非工作區(qū)域,所有機(jī)械手運(yùn)行到手動(dòng)更換端拾器位置,所有壓力機(jī)自動(dòng)切換新產(chǎn)品模具。

  不同的沖壓件,有著不同的工序要求,一些簡(jiǎn)單的零件只需三個(gè)工序即可完成。故此類零件只需運(yùn)行三臺(tái)壓力機(jī)就可以完成沖壓。多運(yùn)行一臺(tái)設(shè)備不僅浪費(fèi)能源,而且會(huì)增加設(shè)備安全、故障的風(fēng)險(xiǎn)。Gudel自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)使三工序生產(chǎn)得以順利實(shí)現(xiàn)而無(wú)需運(yùn)行全部壓力機(jī),只需在空運(yùn)行工位放置轉(zhuǎn)接工作臺(tái),既節(jié)省能源,保證設(shè)備安全,又可提高效率和速度。

  整線自動(dòng)化設(shè)備設(shè)計(jì)有自潤(rùn)滑功能,當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行達(dá)到一定時(shí)間或一定循環(huán),系統(tǒng)工控機(jī)將發(fā)出指令要求潤(rùn)滑系統(tǒng)對(duì)設(shè)備泵油,執(zhí)行自潤(rùn)滑維護(hù)保養(yǎng)。

安全系統(tǒng)及零件跟蹤

  我公司沖壓線的安全防護(hù)系統(tǒng)采用圍欄和光柵配合。對(duì)于高速、高危險(xiǎn)的區(qū)域,一律安裝安全圍欄;只有低速運(yùn)行的區(qū)域,如板料小車退出的非工作區(qū)域和模具工作臺(tái)退出的非工作區(qū)域,可以安裝安全光柵,并在安全光柵啟動(dòng)時(shí)配有聲光報(bào)警。

  在安裝安全圍欄的封閉區(qū)域安裝安全門。當(dāng)生產(chǎn)或維修人員需要進(jìn)入封閉單元時(shí),首先需要在安全門控制盒發(fā)出進(jìn)入的請(qǐng)求,此時(shí)單元內(nèi)的設(shè)備將運(yùn)行至安全位置并切斷能源供應(yīng),安全指示燈指示安全后,人員方可進(jìn)入作業(yè)。在每個(gè)封閉區(qū)域內(nèi),還設(shè)置有逃生門,主要目的是當(dāng)區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)意外情況,人員需要緊急撤出時(shí)使用。逃生門只允許從單元內(nèi)部打開,并且當(dāng)逃生門打開狀態(tài)下,整線設(shè)備都將處于安全狀態(tài)。

  為避免設(shè)備誤動(dòng)作并方便生產(chǎn)人員操作,整線集成所有機(jī)械手端拾器的光電傳感器和模具安裝的零件檢測(cè)傳感器,對(duì)生產(chǎn)全過程進(jìn)行有效跟蹤。當(dāng)零件意外掉落或零件在模腔的位置不正確時(shí),傳感器檢測(cè)出意外情況發(fā)生,阻止系統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)行,以保護(hù)設(shè)備。

結(jié)束語(yǔ)

  在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的環(huán)境當(dāng)中,競(jìng)爭(zhēng)異常激烈,各企業(yè)都針對(duì)市場(chǎng)深入研究合理的生產(chǎn)方式,以求人盡其才,物盡其用。類似Gudel單臂機(jī)械手自動(dòng)沖壓線等綜合性價(jià)比優(yōu)異的工業(yè)化方式將獲得更多生產(chǎn)企業(yè)的認(rèn)可和應(yīng)用。

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