一、冲压自动化的意义
传统的人工生产线在建设初期投入相对较小,但随着市场需求扩大,其效率低下、产品质量不稳定等问题越来越影响企业发展。自动化生产线能解决这些问题,具有较高的生产效率、稳定的产品质量,以及在规模生产条件下更低的单件生产成本。特别对于大型车身覆盖件生产,自动化冲压生产线的优点更为显著。因此,现今主机厂在规划大型冲压生产线时通常直接考虑采用自动化。
二、冲压自动线的组成
在设备组成方面,冲压自动线通常由压力机和自动化系统组成。在这里,我们主要讨论自动化部分。冲压自动化系统一般包括拆垛系统、自动传输系统和线尾出料系统。
1.拆垛系统
一套完整的冲压自动化拆垛系统主要包括2台轨道移动式上料小车,每个上料小车配备4~8个活动可调磁力分张器(通常为永磁铁,用于板料的分离)、拆垛手(机械手或机器人)、传送装置(多为磁性皮带机)、板料清洗机(选项)、板料涂油机(选项)、板料对中台及控制系统等组成。如下图。
上料小车装载料垛(可包括托盘)返回拆垛位置后,拆垛手从料垛拾取板料,通过传送装置穿过清洗机、涂油机,然后送到对中台。板料经过对中定位后,即可开始后续冲压生产。
2.自动传输系统
自动传输系统用于各工序间毛坯或工件搬运传输,其中机械手和机器人是两种主要的传输机构。
随着冲压自动化技术的进步,机械手自动传输机构不断演进。传输机构的形式差异是当前冲压自动线不同形式的主要区别。平行四边型机械手结构逐步淘汰,被高速、稳定的单臂或双臂横杆式传送机构取代。瑞士Gudel的Robobeam、德国前MW的Speedbar以及日本Komatsu的H*TL系统中的传输机构是当前高速冲压自动线的典型代表。
此外,机器人传输方式由于独特特点,在老线改造及速度较低、投入较少的生产线中仍有一定的应用空间。
3.双料检测系统
双料检测系统旨在在机械手抓料时识别片料的单双张,以防止双料进入冲压环节从而损坏模具。通常,我们会在抓料阶段采用单探头接触式双张检测器检测,而在水平运动中则使用双探头非接触式检测,以确保模具和板材的安全。市场上主流的品牌包括德国罗兰以及国内领先的阿童木双料检测系统。
4.线尾出料系统
线尾出料系统包括出料输送带、照明、工件检验台、人工或自动装箱机构及控制系统等。其主要任务是将成品冲压件输送至适当位置以方便装箱(或自动装箱),并为冲压件的检测提供条件。
三、冲压自动线的主要形式
目前,冲压自动线存在几种主要形式:
1.“普通压力机+机器人传输”形式
机器人传输形式柔性高,使用方便且成本较低,但稳定性较差,速度较慢,不适用于大规模高速生产。
2.“普通压力机+单臂机械手”传输形式
单臂机械手传输形式成本低、灵活性较好,目前仍有发展潜力。
3.“高速压力机+横杆式”传输形式(高速线)
横杆式传输形式具备高速和高稳定性等特征,已广泛用于大型覆盖件生产。
4.“多工位压力机+步进式”传输形式
工位生产线经过多年发展,传输方式从最初的机械式演变为现代的电子控制式传输,整体结构也由单一的单滑块发展为单滑块和多滑块共存的形式。由于速度快且稳定性高,一直以来都受到各主机厂的广泛应用。特别是多滑块多工位,其特性基本与高速生产线接近。