機器人自動沖壓線上送料方向的改變

文/魏龍·東風(fēng)模具沖壓技術(shù)有限公司

機器人自動沖壓線上送料方向的改變

文/魏龍·東風(fēng)模具沖壓技術(shù)有限公司

本文主要介紹了在自動沖壓送料生產(chǎn)線上，由于零件模具已經(jīng)成形，無法做出大的變更，通過改進端拾器，成功實現(xiàn)了工件在工序間的旋轉(zhuǎn)。改進端拾器的具體布置位置、結(jié)構(gòu)、尺寸要視具體零件和具體生產(chǎn)條件的不同，而有所不同。

隨著沖壓技術(shù)的發(fā)展和市場需求的不斷增長，主機廠對提升沖壓生產(chǎn)效率的要求愈來愈強烈，這就促使自動化沖壓技術(shù)對傳統(tǒng)人工沖壓方式進行替代。目前，中大型自動沖壓線上，多數(shù)采用機器人來實現(xiàn)自動搬運沖壓件。

沖壓的送料方向指的是板料或各工序間零件在生產(chǎn)線上運動時，保持自身相對固定狀態(tài)的前進方向。人工手動沖壓時，送料方向可以在人工干預(yù)下進行角度變化，可以沿一定的軸線旋轉(zhuǎn)零件本體。但在沖壓自動化生產(chǎn)線上，機器人沿既定的軌跡進行抓取、搬運、放下零件，可偏轉(zhuǎn)角度非常小，自身無法實現(xiàn)大角度的旋轉(zhuǎn)。

送料方向如何實現(xiàn)大角度改變

本文以一款轎車零件“左/右后輪罩”為例，闡述機器人自動沖壓線上，送料方向如何實現(xiàn)大角度改變的解決思路和方法。“左/右后輪罩”零件示意圖如圖1所示，其工藝過程和送料方向示意圖如圖2所示。

由圖2可見，從30序翻整到40序切開時，該零件在工序間旋轉(zhuǎn)了90°。旋轉(zhuǎn)90°是基于具體的模具結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)條件而確定的，本文不做論述。在手工生產(chǎn)時，這一旋轉(zhuǎn)動作是由人工完成的。但是自動化生產(chǎn)線就要求機器人代替人工，這就對自動化生產(chǎn)線上的機器人提出了很高的要求。

圖1 “左/右后輪罩”零件示意圖

圖2 工藝過程和送料方向示意圖

一般的沖壓生產(chǎn)線上機器人配置多為6軸機器人，隨著技術(shù)發(fā)展，目前行業(yè)內(nèi)旋轉(zhuǎn)7軸機器人和直線7軸機器人也逐漸被廣泛應(yīng)用。6軸機器人是將前一個工件抓取后，實現(xiàn)180°旋轉(zhuǎn)后放入下一工位模具中，7軸機器人實現(xiàn)了工件在工序間的平移，不需要旋轉(zhuǎn)。如示意圖3和圖4所示。但不論6軸機器人還是7軸機器人，都無法靠自身完成工件90°的旋轉(zhuǎn)。

圖3 6軸機器人實現(xiàn)180°旋轉(zhuǎn)

圖4 7軸機器人可實現(xiàn)工件在工序間平移

改進端拾器解決問題

由于零件模具已成形，無法做出大的變更，如果該零件要在機器人自動沖壓線上生產(chǎn)，只有在端拾器上想辦法解決這一問題。端拾器一般與機器人的聯(lián)接部分靠主桿、支桿、分支桿、吸盤等主要部件組合而成，如圖5所示。

圖5 端拾器示意圖

經(jīng)過技術(shù)分析，端拾器可分為兩大部分，一是主桿部分，二是支桿和分支桿的組合體部分，第二部分還包括有吸盤?？梢钥闯鰜恚鳁U是和機器人端部聯(lián)接，受機器人動作限制，無法進行90°旋轉(zhuǎn)。如果想要工件旋轉(zhuǎn)90°，那么只有將支桿及分支桿相對于主桿旋轉(zhuǎn)90°，才能帶著零件旋轉(zhuǎn)90°。

按此思路，參考主桿相關(guān)尺寸，選取合適聯(lián)動氣缸及連桿，安裝在主桿上，氣缸前端通過連桿和旋轉(zhuǎn)軸將支桿和分支桿的組合體固定，氣缸末端固定在主桿上，氣動管路部件隨形布置，穩(wěn)妥固定。改進后端拾器的實物圖如圖6所示。

圖6 端拾器實物圖

這樣一來，在送料過程中，通過系統(tǒng)發(fā)出信號，使得端拾器上氣缸推桿在設(shè)定的時間開始伸出，通過旋轉(zhuǎn)連桿和旋轉(zhuǎn)軸帶動支桿與分支桿組合體旋轉(zhuǎn)運動，從而達到支桿與分支桿組合體上吸附工件旋轉(zhuǎn)。送料結(jié)束回程時，也通過系統(tǒng)發(fā)信號，使得端拾器上氣缸推桿在設(shè)定的時間開始收回，恢復(fù)到原始狀態(tài)。兩種狀態(tài)如示意圖7所示。

在設(shè)定旋轉(zhuǎn)方向時，就要綜合考慮零件特性、吸附性、空間限制、速度限制等等要求。因為機器人帶動端拾器主桿，自身就在做旋轉(zhuǎn)運動，如果零件旋轉(zhuǎn)方向與端拾器主桿的運動方向相同，則可以使得零件加速運動；反之，如果零件旋轉(zhuǎn)方向與端拾器主桿的運動方向相反，則使零件相對減速。這些都取決于氣缸相對于主桿的布置位置。順時針旋轉(zhuǎn)和逆時針旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下，氣缸與主桿的相對位置如圖8所示。

圖7 端拾器的兩種狀態(tài)

圖8 順時針旋轉(zhuǎn)和逆時針旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下氣缸與主桿的相對位置

結(jié)束語

綜上所述，通過在端拾器上加裝部分機構(gòu)，可以實現(xiàn)工件在自動化生產(chǎn)線上各工序之間旋轉(zhuǎn)送料。但是端拾器上加裝機構(gòu)的具體布置位置、結(jié)構(gòu)、尺寸，需要視該生產(chǎn)線具體生產(chǎn)零件和具體生產(chǎn)條件而定。