沖壓自動(dòng)化連線由壓力機(jī)和自動(dòng)化系統(tǒng)組成,壓力機(jī)完成工件的沖壓工作,沖壓自動(dòng)化系統(tǒng)完成料片的拆垛、自動(dòng)傳輸、線尾出料工作,通常包含拆垛系統(tǒng)、自動(dòng)傳輸系統(tǒng)和線尾出料系統(tǒng)。
圖1 沖壓自動(dòng)線的組成構(gòu)架 目前國(guó)內(nèi)沖壓線主要還是以手工線為主,而手工線的面臨著如下等問題: ①多臺(tái)布局、單臺(tái)操作、手工傳遞、生產(chǎn)效率低; ②且人為因素多,不良品居高不下; ③耗能高、生產(chǎn)成本高; ④沖壓現(xiàn)場(chǎng)管理復(fù)雜、易發(fā)工傷事故; ⑤用工成本逐年遞增。 基于以上問題,沖壓自動(dòng)線已成為代替手工線的必然與趨勢(shì),沖壓自動(dòng)線有著如下圖所示特點(diǎn):
沖壓生產(chǎn)線分為多機(jī)連線沖壓生產(chǎn)線和單機(jī)多工位沖壓生產(chǎn)線。 1、多機(jī)連線沖壓生產(chǎn)線 是多臺(tái)壓力機(jī)并肩排列在一起,壓力機(jī)之間采用機(jī)械手或者機(jī)器人取料、放料,生產(chǎn)線首尾根據(jù)要求可以配置單、雙工位上料車,機(jī)器人上下料。 常見的多機(jī)連線沖壓機(jī)械手分為四類,如下圖所示:
A 結(jié)構(gòu):橫桿式機(jī)械手左右、上下方向運(yùn)動(dòng)均為伺服馬達(dá)驅(qū)動(dòng);左右傳動(dòng)由伺服傳動(dòng)軸帶動(dòng)齒輪齒條運(yùn)動(dòng),再帶動(dòng)橫桿(特制鋁型材材質(zhì))運(yùn)動(dòng),以便達(dá)到左右移送之目的;上下傳動(dòng)由伺服傳動(dòng)軸帶動(dòng)特制的渦輪減速機(jī)軸運(yùn)轉(zhuǎn),以達(dá)到上下升降之目的;吸料手臂就固定在橫桿上,由真空吸盤或電磁鐵又或氣動(dòng)夾爪組成,主要是根據(jù)產(chǎn)品工件來選擇。 B 特點(diǎn):由于橫桿材質(zhì)所限制,所以手臂抓取單件產(chǎn)品重量有限,基本上每支手臂最大承載量為5Kg,如果多機(jī)連線超過10臺(tái)壓力機(jī)以上,則每支手臂最大承載量要小于3Kg。此種機(jī)械手造價(jià)較低,且一般與開式壓力機(jī)組合成生產(chǎn)線,整線造價(jià)低,由于橫桿剛度的限制,生產(chǎn)線跨度不能太長(zhǎng),且速度不能太快,傳遞效率一般在6~12次/分,適合開式單雙點(diǎn)機(jī)床間的較輕工件(小件)的傳送。 ②獨(dú)立式機(jī)械手
A 結(jié)構(gòu):獨(dú)立式機(jī)械手左右、上下驅(qū)動(dòng)均為伺服馬達(dá);左右傳動(dòng)由伺服馬達(dá)帶動(dòng)同步帶運(yùn)動(dòng),而同步帶是固定在型材的兩端,所以當(dāng)同步帶運(yùn)動(dòng)時(shí),則型材也跟著運(yùn)動(dòng),即固定在型材上的手臂也就在運(yùn)動(dòng),從而達(dá)到左右移送之目的;上下傳動(dòng)也是由伺服馬達(dá)帶動(dòng)特制的渦輪減速機(jī)及附屬連桿來達(dá)到手臂的升降。 B 特點(diǎn):此種機(jī)械手支撐結(jié)構(gòu)件主要是C型結(jié)構(gòu),所以它吸取單片料片的重量最大不超過10KG,而每根型材固定兩個(gè)手臂,所以單根型材承重不超過20KG;中間位置是過渡定位裝置,利于生產(chǎn)時(shí)移送精度的保證以及輔助中間工位的增加。此類機(jī)械手適于多臺(tái)沖床間的大、重工件傳送,一般配合沖床為龍門式單雙點(diǎn)類壓力機(jī),取料方向基本上從沖床側(cè)開口位置,布局靈活,工作穩(wěn)定,整線生產(chǎn)效率可達(dá)10~15次/分。 ③平移機(jī)械手 A 結(jié)構(gòu):目前主流平移機(jī)械手是五軸機(jī)械手,機(jī)械手的主軸和末端具有旋轉(zhuǎn)自由度,其余軸都是平移自由度,設(shè)備每軸均采用伺服馬達(dá)+減速機(jī)驅(qū)動(dòng),機(jī)械手主體是由用高強(qiáng)度鋁型材,配合精細(xì)線型滑軌組成,末端裝有真空空吸盤或者電磁吸盤。 B 特點(diǎn):平移機(jī)械手誕生的初衷就是為了解放沖壓工,本質(zhì)一種配合壓力機(jī)工作上下料的專機(jī),布局靈活,占地空間小; 缺點(diǎn):可靠性差,壽命較短,負(fù)載能力不大,生產(chǎn)效率不高; 適用工況:機(jī)床取料高度可不一致,適用于舊線改造的機(jī)床,客戶模具不需要重做。 C 適用工況:
4、機(jī)器人手臂生產(chǎn)線 適用用途:用于自動(dòng)化沖壓生產(chǎn)線搬運(yùn)與碼垛。 特點(diǎn): A 工作范圍寬廣 根據(jù)不同的動(dòng)作行程,擴(kuò)大了手臂的到達(dá)范圍,也隨之?dāng)U大了機(jī)器人的下方和鄰近的可能動(dòng)作范圍,提高了布局的自由度。 B 良好的適應(yīng)環(huán)境性 各關(guān)節(jié)部采用雙層密封構(gòu)造和防水插口,使得手腕部分的防護(hù)等級(jí)達(dá)到IP67,基軸防護(hù)等級(jí)達(dá)到IP65。 C 高擴(kuò)展性 在選裝件中配備了內(nèi)置閥門和檢測(cè)線纜。各種各樣達(dá)到周邊設(shè)備的適用和裝卸更加容易。在手臂的各個(gè)軸上均配置了線纜托架用安裝螺絲孔,也容易追加配線、配管。 2、單機(jī)多工位沖壓生產(chǎn)線 單機(jī)多工位沖壓生產(chǎn)線是以連續(xù)沖程工作,取代單機(jī)自動(dòng)化連線的單次工作方式,生產(chǎn)效率提高;多工位壓力機(jī)的高自動(dòng)化作業(yè)進(jìn)一步提高了工件的表面質(zhì)量,減少了故障率,減少了操作人員以及工作場(chǎng)地的使用,有利于降低成本; 常見的多機(jī)連線沖壓機(jī)械手分為三類:二/三次元(輕型)式機(jī)械手、二/三次元(重型)式機(jī)械手。 1(輕型)二/三次元式機(jī)械手 A 結(jié)構(gòu):左右、前后、上下驅(qū)動(dòng)均為伺服馬達(dá);左右傳動(dòng)由伺服馬達(dá)帶動(dòng)絲杠運(yùn)動(dòng),絲杠等附屬機(jī)構(gòu)再帶動(dòng)夾料桿運(yùn)動(dòng),即固定在夾料桿上的手臂也就在運(yùn)動(dòng),從而達(dá)到左右移送之目的;前后夾緊傳動(dòng)由伺服馬達(dá)帶動(dòng)絲杠運(yùn)動(dòng),絲杠等附屬機(jī)構(gòu)再帶動(dòng)夾料桿運(yùn)動(dòng);上下傳動(dòng)也是由伺服馬達(dá)帶動(dòng)絲杠運(yùn)動(dòng),絲杠等附屬機(jī)構(gòu)再帶動(dòng)夾料桿運(yùn)動(dòng)來達(dá)到手臂升降的目的。共有左右兩個(gè)機(jī)構(gòu),固定到地面。 B 特點(diǎn):此種機(jī)械手結(jié)構(gòu)輕巧,具有夾料桿截面積小、伺服馬達(dá)功率小、和沖床聯(lián)動(dòng)沖壓等特點(diǎn),所以配合的壓力機(jī)基本上是500T以下;根據(jù)工件大小、模具尺寸來設(shè)計(jì)機(jī)械手左右、前后、上下行程。其中沖床要配套安裝2個(gè)旋轉(zhuǎn)編碼器主軸位置,以便達(dá)到兩者安全的配合。取料方向基本上從沖床側(cè)開口位置。生產(chǎn)效率根據(jù)行程大小來確定,基本范圍為15-35次/分鐘。 2 (重型)二/三次元式機(jī)械手 A 結(jié)構(gòu):采用龍門式機(jī)構(gòu);左右、前后、上下驅(qū)動(dòng)均為伺服馬達(dá);左右傳動(dòng)由伺服馬達(dá)帶動(dòng)絲杠運(yùn)動(dòng),絲杠等附屬機(jī)構(gòu)再帶動(dòng)夾料桿運(yùn)動(dòng),即固定在夾料桿上的手臂也就在運(yùn)動(dòng),從而達(dá)到左右移送之目的;前后夾緊傳動(dòng)由伺服馬達(dá)帶動(dòng)絲杠運(yùn)動(dòng),絲杠等附屬機(jī)構(gòu)再帶動(dòng)夾料桿運(yùn)動(dòng);上下傳動(dòng)也是由伺服馬達(dá)帶動(dòng)絲杠運(yùn)動(dòng),絲杠等附屬機(jī)構(gòu)再帶動(dòng)夾料桿運(yùn)動(dòng)來達(dá)到手臂升降的目的。 B 特點(diǎn):此種機(jī)械手結(jié)構(gòu)輕巧,具有夾料桿截面積大、伺服馬達(dá)功率大、和沖床聯(lián)動(dòng)沖壓、機(jī)身大等特點(diǎn),所以配合的壓力機(jī)基本上是630T-1000T左右,手臂夾取重量也很大;根據(jù)工件大小、模具尺寸來設(shè)計(jì)機(jī)械手左右、前后、上下行程。其中沖床要配套安裝2個(gè)旋轉(zhuǎn)編碼器主軸位置,以便達(dá)到兩者安全的配合。取料方向基本上從沖床側(cè)開口位置。生產(chǎn)效率根據(jù)行程大小來確定,基本范圍為15-30次/分鐘。(文/江蘇揚(yáng)力集團(tuán)有限公司 詹俊勇) |
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