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業界資訊

國内沖壓自動化搬運機械手的幾種形式

2016-09-14 18:21:39 昆山鵬樂成精密機械有限公司 閱讀

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沖壓自動化連線由壓力機和自動化系統組成,壓力機完成工件的沖壓工作,沖壓自動化系統完成料片的拆垛、自動傳輸、線尾出料工作,通常包含拆垛系統、自動傳輸系統和線尾出料系統。

圖1 沖壓自動線的組成構架

目前國内沖壓線主要還是以手工線為主,而手工線的面臨着如下等問題:

①多台布局、單台操作、手工傳遞、生産效率低;

②且人為因素多,不良品居高不下;

③耗能高、生産成本高;

④沖壓現場管理複雜、易發工傷事故;

⑤用工成本逐年遞增。

基于以上問題,沖壓自動線已成為代替手工線的必然與趨勢,沖壓自動線有着如下圖所示特點:

沖壓生産線分為多機連線沖壓生産線和單機多工位沖壓生産線。

1、多機連線沖壓生産線

是多台壓力機并肩排列在一起,壓力機之間采用機械手或者機器人取料、放料,生産線首尾根據要求可以配置單、雙工位上料車,機器人上下料。

常見的多機連線沖壓機械手分為四類,如下圖所示:

A 結構:橫杆式機械手左右、上下方向運動均為伺服馬達驅動;左右傳動由伺服傳動軸帶動齒輪齒條運動,再帶動橫杆(特制鋁型材材質)運動,以便達到左右移送之目的;上下傳動由伺服傳動軸帶動特制的渦輪減速機軸運轉,以達到上下升降之目的;吸料手臂就固定在橫杆上,由真空吸盤或電磁鐵又或氣動夾爪組成,主要是根據産品工件來選擇。

B 特點:由于橫杆材質所限制,所以手臂抓取單件産品重量有限,基本上每支手臂最大承載量為5Kg,如果多機連線超過10台壓力機以上,則每支手臂最大承載量要小于3Kg。此種機械手造價較低,且一般與開式壓力機組合成生産線,整線造價低,由于橫杆剛度的限制,生産線跨度不能太長,且速度不能太快,傳遞效率一般在6~12次/分,适合開式單雙點機床間的較輕工件(小件)的傳送。

②獨立式機械手

A 結構:獨立式機械手左右、上下驅動均為伺服馬達;左右傳動由伺服馬達帶動同步帶運動,而同步帶是固定在型材的兩端,所以當同步帶運動時,則型材也跟着運動,即固定在型材上的手臂也就在運動,從而達到左右移送之目的;上下傳動也是由伺服馬達帶動特制的渦輪減速機及附屬連杆來達到手臂的升降。

B 特點:此種機械手支撐結構件主要是C型結構,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,利于生産時移送精度的保證以及輔助中間工位的增加。此類機械手适于多台沖床間的大、重工件傳送,一般配合沖床為龍門式單雙點類壓力機,取料方向基本上從沖床側開口位置,布局靈活,工作穩定,整線生産效率可達10~15次/分。

③平移機械手

A 結構:目前主流平移機械手是五軸機械手,機械手的主軸和末端具有旋轉自由度,其餘軸都是平移自由度,設備每軸均采用伺服馬達+減速機驅動,機械手主體是由用高強度鋁型材,配合精細線型滑軌組成,末端裝有真空空吸盤或者電磁吸盤。

B 特點:平移機械手誕生的初衷就是為了解放沖壓工,本質一種配合壓力機工作上下料的專機,布局靈活,占地空間小;

缺點:可靠性差,壽命較短,負載能力不大,生産效率不高;

适用工況:機床取料高度可不一緻,适用于舊線改造的機床,客戶模具不需要重做。

C 适用工況:

4、機器人手臂生産線

适用用途:用于自動化沖壓生産線搬運與碼垛。

特點:

A 工作範圍寬廣

根據不同的動作行程,擴大了手臂的到達範圍,也随之擴大了機器人的下方和鄰近的可能動作範圍,提高了布局的自由度。

B 良好的适應環境性

各關節部采用雙層密封構造和防水插口,使得手腕部分的防護等級達到IP67,基軸防護等級達到IP65。

C 高擴展性

在選裝件中配備了内置閥門和檢測線纜。各種各樣達到周邊設備的适用和裝卸更加容易。在手臂的各個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、單機多工位沖壓生産線

單機多工位沖壓生産線是以連續沖程工作,取代單機自動化連線的單次工作方式,生産效率提高;多工位壓力機的高自動化作業進一步提高了工件的表面質量,減少了故障率,減少了操作人員以及工作場地的使用,有利于降低成本;

常見的多機連線沖壓機械手分為三類:二/三次元(輕型)式機械手、二/三次元(重型)式機械手。

1(輕型)二/三次元式機械手

A 結構:左右、前後、上下驅動均為伺服馬達;左右傳動由伺服馬達帶動絲杠運動,絲杠等附屬機構再帶動夾料杆運動,即固定在夾料杆上的手臂也就在運動,從而達到左右移送之目的;前後夾緊傳動由伺服馬達帶動絲杠運動,絲杠等附屬機構再帶動夾料杆運動;上下傳動也是由伺服馬達帶動絲杠運動,絲杠等附屬機構再帶動夾料杆運動來達到手臂升降的目的。共有左右兩個機構,固定到地面。

B 特點:此種機械手結構輕巧,具有夾料杆截面積小、伺服馬達功率小、和沖床聯動沖壓等特點,所以配合的壓力機基本上是500T以下;根據工件大小、模具尺寸來設計機械手左右、前後、上下行程。其中沖床要配套安裝2個旋轉編碼器主軸位置,以便達到兩者安全的配合。取料方向基本上從沖床側開口位置。生産效率根據行程大小來确定,基本範圍為15-35次/分鐘。

2 (重型)二/三次元式機械手

A 結構:采用龍門式機構;左右、前後、上下驅動均為伺服馬達;左右傳動由伺服馬達帶動絲杠運動,絲杠等附屬機構再帶動夾料杆運動,即固定在夾料杆上的手臂也就在運動,從而達到左右移送之目的;前後夾緊傳動由伺服馬達帶動絲杠運動,絲杠等附屬機構再帶動夾料杆運動;上下傳動也是由伺服馬達帶動絲杠運動,絲杠等附屬機構再帶動夾料杆運動來達到手臂升降的目的。

B 特點:此種機械手結構輕巧,具有夾料杆截面積大、伺服馬達功率大、和沖床聯動沖壓、機身大等特點,所以配合的壓力機基本上是630T-1000T左右,手臂夾取重量也很大;根據工件大小、模具尺寸來設計機械手左右、前後、上下行程。其中沖床要配套安裝2個旋轉編碼器主軸位置,以便達到兩者安全的配合。取料方向基本上從沖床側開口位置。生産效率根據行程大小來确定,基本範圍為15-30次/分鐘。