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      十年專注沖壓機械手-信騰機器人

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      行業新聞

      機器人沖壓自動化生產線剖析

      作者: 十年專注沖壓機械手-信騰機器人發表時間:2019-05-11 17:15:51瀏覽量:1432

      汽車車身鈑金件沖壓線是汽車消費過程中的重要設備, 其消費質量和效率直接影響到汽車的質量和消費效率。沖壓消費自動化是進步勞動消費率和改善勞動條件的有效措施和主要辦法。隨著我國汽車、電器產質量量的不時進步...
      文本標簽:沖壓機械手,沖壓機器人,自動化設備,機械手

      汽車車身鈑金件沖壓線是汽車消費過程中的重要設備, 其消費質量和效率直接影響到汽車的質量和消費效率。沖壓消費自動化是進步勞動消費率和改善勞動條件的有效措施和主要辦法。隨著我國汽車、電器產質量量的不時進步和消費范圍的不時擴展, 我國金屬沖壓行業完成消費自動化勢在必行。

      沖壓工藝中的消費方式有傳統的人工消費方式(如圖 1 所示) 與自動化消費方式(如圖 2 與圖 3 所示) 。從產質量量的穩定性、人員勞動強度、平安消費、消費效率各方面停止比擬, 自動化消費方式有較大優勢, 也是沖壓消費方式的開展趨向。沖壓自動化消費線又分為機械手 自動化消費線、機器人自動化消費線和多工位壓力機消費線等方式。

      1. 各種消費方式的比擬



      機械手 自動化消費線和機器人自動化消費線的區別主要表如今以下幾個方面。






      裝置方式:機器人線在空中裝置, 與壓力機沒有機械上的銜接; 機械手 線在壓力機立柱間裝置鋼梁, 附著在壓力機上。

      運用特性:機器人線經過端拾器的切換和機器人動作軌跡的調整, 愈加柔性化。

      消費節拍:機器人線消費節拍為7 件/ min~10 件/ min, 機械手 線為8件/ min~12 件/ min。

      投資本錢:機器人線投資低, 機械手 線投資高。由于消費節拍是一個綜合指標, 它不只取決于某一設備, 而且取決于自動化設備 、壓力機、模具 3 者的諧和匹配關系, 如到達10 件/ min以上, 對壓力機和模具的請求就相應進步, 意味著投資增加。綜合思索, 運用機器人自動化線愈加經濟、適用。

      機械手 自動化線適于大間距的壓力機消費線, 同時適用于已有消費線的自動化改造。經過改換端拾器, 機器人自動化消費線可合適多車型的消費, 柔性更高。

      2. 機器人沖壓自動化消費線設計

      機器人自動化沖壓消費線運轉循環方式為: 垛料拆垛(機器人拆垛) - 板料傳輸- 板料涂油- 板料對中- 上料機器人送料- (首臺壓機沖壓) - 下料機器人取料、送料- (壓機沖壓) - (依據工序數量循環) - 下料機器人取料、送料- (末端壓機沖壓) - 線尾機器人取料、放料- 皮帶機保送- 人工碼垛。本文以長城汽車的機器人沖壓自動化消費線為例對其整體規劃、電器控制等停止詳細設計。

      2.1 系統組成

      本系統包括拆垛系統、涂油機、對中臺、壓力機兼上下料系統、線尾保送系系統。

      拆垛系統采用可循環式雙垛料臺, 導軌布置平行于壓力機, 沖壓板料用行車或叉車放置在非工作垛料臺上, 然后經過有效信號確認上料終了, 系統將在一臺拆垛完成后自動轉換垛料臺, 保證連續消費; 在垛料車上裝備磁力分張器, 經過磁力將垛料自動拆垛成單張。在拆垛機器人上有雙料檢測以及雙料處置安裝以保證每次為單張送料。拆垛機器人將板料放置在長度可調的磁性傳送帶上, 板料送至涂油機, 板料能否涂油及涂油位置可經過編程自行設定, 板料涂油后, 傳送到對中臺。對中臺采用機械對中臺, 可便當地停止挪動和固定, 同時運用重力對中或視覺對中系統, 保證板料的反復定位快捷、精確與結實; 上料機器人依據每個零件的對中位置, 改動運轉軌跡, 將板料精確地搬運到壓力機內; 對不同的沖壓制件停止機器人的模仿示教,離線編程, 以順應多種制件的共線消費; 線尾保送采用皮帶機, 在消費線的末端放置皮帶機, 保證最后一臺壓力機的機器人直接將零件放置到皮帶機上, 到達出件效果。經過軟件使機器人跟蹤壓機的運動, 完成壓機與機器人同步功用, 能夠最大化上下料與壓機運動之間的重合度, 到達平穩切換其速度來縮短消費節拍及減少機械負荷的目的。經過增加外部軸, 做為機器人的第七軸停止伺服控制, 使壓力機間的間距布置愈加自在; 同時, 機器人的傳送范圍和搬運速度得到提升, 消費節拍更快。

      2. 2 控制系統

      2. 2. 1 總體控制計劃

      本系統包括拆垛機、涂油機、對中臺、上下料系統、線尾保送系統, 各分系統間的電氣控制依照集中監控、分散控制的準繩。在各控制局部控制系統中, 采用設備層和控制層的典型控制形式, 每個層次中運用不同的網絡構造及軟硬件配置,以完成各自不同的功用。

      2. 2. 2 控制層

      各局部控制系統采用具有現場總線方式的 PLC控制方式, 具有單獨控制及連線自動控制的功用。為保證系統穩定牢靠地運轉, 可采用西門子 S7- 416-2DP 的PLC, 現場總線采用西門子Profibus 總線及工業以太網控制系統。每個控制局部的 PLC 之間及各PLC 與上位機之間的數據交流采用工業以太網方式,供 監 控系統聯網 運用。壓力機控 制系統需配 備Ethernet card 與機器人控制系統接口, 控制系統與機器人系統間經過 Profibus- DP 現場總線方式完成信息交流和連鎖對接。

      2. 2. 3 設備層

      設備層在整個控制系統中處于最底層, 是整個控制系統的關鍵環節, 主要包括現場操作站、現場設備檢測單元(如接近開關、光電開關) 、現場其他輸入設備、現場執行機構(如電動機、電磁閥) 等, 直接或經過現場總線與控制層中的 PLC 相聯絡, 將輸入信號發送給 PLC, 并將 PLC 輸出指令發送到現場設備。各種傳感器和閥的接線盒經過現場總線(Profibus- DP) 和相應控制單元通訊。

      2. 2. 4 人機界面 HMI

      本系統 HMI 采用 SIEMENS 的觸摸屏, 在每個控制單元均配置一個觸摸屏, 采用 Profibus 總線通訊。單元觸摸屏具有指示燈及操作按鈕(或旋鈕) , 可顯現錯誤報警及自診斷等信息, 本單元相關的 I/ O 信號在HMI 上顯現, 并以不同顏色辨別。一旦有毛病節點, 系統將持續報警, HMI 上將在當前畫面顯現毛病點, 以便工作人員查找。

      2. 3 平安系統

      平安是自動化消費線的最大特性, 本系統采用基于德國 PILZ 平安 PLC 的 SafetyBus 維護系統, 并配置了完善的平安安裝, 實時控制顯現平安區域情況, 及時發出聲光報警信號或停機, 與主PLC 系統通訊采用Profibus- DP 總線。聲光報警單元作為整線平安系統的輔助工具, 可以在設備啟停、設備毛病、上下料毛病以及平安系統中各平安監控點報警等異常情況發作時及時通知操作人員處置。在拆垛系統前設有一升降門, 該門為卷簾門。升降門的開閉與兩個垛料臺的轉換互鎖, 當一個垛料臺無料時, 另一個垛料臺進入前, 升降門翻開, 垛料臺開進; 當前一個垛料臺開出后, 升降門落下。升降門是電動升降, 并且由操作員從相應的操作臺控制, 在關閉時它們檢測 2 個行程開關, 翻開時用一個傳感器檢測。在保證工作單元平安的狀況下, 一個光幕單元(發射器/ 接納器) 允許相關的垛料臺車的進出, 也就是說沖壓線自動運轉。假如相關的垛料臺車不是處于過渡階段, 而是人或者異物阻撓光幕, 這個光幕單元的斷開將招致整個沖壓線機器人動力的切斷(除了處于編程形式的機器人) , 并且拆垛單元的控制回路電源斷開。整個控制系統的一切緊急中止信號以及壓機和機器人之間的平安連鎖信號都連入平安 PLC 系統, 經過PLC 程序停止互鎖控制。

      2. 4 仿真模仿

      在虛擬環境中仿真沖壓線的運轉狀況, 防止到消費現場才發現諸如干預、節拍不合理等錯誤; 經過機器人離線編程, 對機器人的運動軌跡和道路停止模仿,以縮短現場的調試周期。機器人運轉軌跡如圖 4 所示。

      3.結語

      機器人沖壓加工自動化的應用, 既改善了勞動條件, 減輕了工人勞動強度, 又可確保消費平安, 進步勞動消費率和產質量量, 還能降低能源及原資料耗費,儉省輔助加工時間, 降低產品本錢。隨著消費線的制造、調試周期逐漸縮短, 機器人自動化消費線越來越為汽車主機廠所承受, 成為沖壓自動化消費線的主流。

      2019-05-11 1432人瀏覽

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