|
金屬外殼沖壓成形生產(chǎn)線機(jī)器人解決方案
成都市西菱汽車配件有限責(zé)任公司
1. 項(xiàng)目概述
此生產(chǎn)線主要完成機(jī)頂盒外殼的沖壓工作。主要由供料系統(tǒng)、沖孔落料工位、凸臺(tái)成型工位、小邊折彎整形工位、外殼成型工位、搬運(yùn)系統(tǒng)、出料輸送線等構(gòu)成。
主要工作流程：
1) 人工將卷材裝到供料系統(tǒng)中；
2) 供料系統(tǒng)按設(shè)定程序自動(dòng)給沖孔落料工位供料；
3) 沖孔落料工位完成外殼工序1的沖孔落料工作；
4) 搬運(yùn)機(jī)器人完成沖孔落料工位的取料和凸臺(tái)成型工位的上料工作；
5) 凸臺(tái)成型工位完成外殼工序2的凸臺(tái)成型工作；
6) 搬運(yùn)機(jī)器人完成凸臺(tái)成型工位的取料和小邊折彎整形工位的上料工作；
7) 小邊折彎整形工位完成外殼工序3的小邊折彎和整形工作；
8) 搬運(yùn)機(jī)器人完成小邊折彎整形工位的取料和外殼成型工位的上料工作；
9) 外殼成型工位完成外殼工序4的成型工作；
10) 出料輸送線的的取料機(jī)構(gòu)將成型好的外殼從外外殼成型工位取出并放到輸送線上，由輸送線將外殼傳送到遠(yuǎn)離沖床位置，方便人工碼放。
此生產(chǎn)線具有高效率、高自動(dòng)化、高智能化等優(yōu)點(diǎn)，能有效提外殼的產(chǎn)能及質(zhì)量，減少人工數(shù)量（從原有4人減少到1人），節(jié)約人工成本開(kāi)支。
2. 產(chǎn)品規(guī)格
此生產(chǎn)線滿足下料外形尺寸315×195×0.5mm規(guī)格的外殼成型工作，對(duì)于其他規(guī)格產(chǎn)品的適應(yīng)性需要我方技術(shù)確認(rèn)。參考圖片如下：
3. 設(shè)備布置圖及配置清單
1) 二維布局圖（示意）
2) 三維布局圖（示意）
3) 主要設(shè)備清單
二、 系統(tǒng)功能及設(shè)備功能簡(jiǎn)述
此生產(chǎn)線主要完成機(jī)頂盒外殼的沖壓工作。主要由供料系統(tǒng)、沖孔落料工位、凸臺(tái)成型工位、小邊折彎整形工位、外殼成型工位、搬運(yùn)系統(tǒng)、出料輸送線等構(gòu)成。
主要工作流程：
1) 人工將卷材裝到供料系統(tǒng)中；
2) 供料系統(tǒng)按設(shè)定程序自動(dòng)給沖孔落料工位供料；
3) 沖孔落料工位完成外殼工序1的沖孔落料工作；
4) 搬運(yùn)機(jī)器人完成沖孔落料工位的取料和凸臺(tái)成型工位的上料工作；
5) 凸臺(tái)成型工位完成外殼工序2的凸臺(tái)成型工作；
6) 搬運(yùn)機(jī)器人完成凸臺(tái)成型工位的取料和小邊折彎整形工位的上料工作；
7) 小邊折彎整形工位完成外殼工序3的小邊折彎和整形工作；
8) 搬運(yùn)機(jī)器人完成小邊折彎整形工位的取料和外殼成型工位的上料工作；
9) 外殼成型工位完成外殼工序4的成型工作；
10) 出料輸送線的的取料機(jī)構(gòu)將成型好的外殼從外外殼成型工位取出并放到輸送線上，由輸送線將外殼傳送到遠(yuǎn)離沖床位置，方便人工碼放。
各設(shè)備功能及簡(jiǎn)述如下：
1. 供料系統(tǒng)
此系統(tǒng)主要完成機(jī)頂盒外殼工序1的自動(dòng)送料工作；鑒于外殼原料的特點(diǎn)，選擇卷材作為原料，通過(guò)一系列機(jī)構(gòu)定長(zhǎng)度給沖孔落料工位送料。此系統(tǒng)設(shè)計(jì)特點(diǎn)是：上料周期長(zhǎng)，一次上料可供8小時(shí)左右的沖孔落料；自動(dòng)化程度高，根據(jù)不同品種、不同節(jié)拍生產(chǎn)的要求，自動(dòng)調(diào)節(jié)，無(wú)需人工干預(yù)。
1) 送料結(jié)構(gòu)
送料機(jī)構(gòu)采用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)、滾軸傳動(dòng)、給沖孔落料工位定長(zhǎng)度、定節(jié)拍送料。此機(jī)構(gòu)選擇合適的位置固定在沖床平臺(tái)側(cè)面，可以避免在產(chǎn)品切換是的調(diào)節(jié)；同時(shí)滾軸采用復(fù)合材料表面材質(zhì)為低硬度、高摩擦的塑料材質(zhì)，可以有效避免在送料過(guò)程中對(duì)鈑金表面的損傷。
2) 料盤驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)
由于卷材原料質(zhì)量高，送料機(jī)構(gòu)無(wú)法靠自身動(dòng)力拉動(dòng)，故在卷材固定軸上加輔助動(dòng)力設(shè)備驅(qū)動(dòng)卷旋轉(zhuǎn)。主要由電機(jī)、減速機(jī)及結(jié)構(gòu)件等構(gòu)成。
2. 沖孔落料工位
沖孔落料工位是機(jī)頂盒外殼成型的第一工序，根據(jù)貴公司提供的數(shù)據(jù)，沖床型號(hào)擬定揚(yáng)力集團(tuán)JH21-200沖床。為實(shí)現(xiàn)沖孔落料工位的自動(dòng)送料和取料工作，沖落落料模具會(huì)根據(jù)我方要求做相應(yīng)的改動(dòng)。
3. 凸臺(tái)成型工位
凸臺(tái)成型工位是機(jī)頂盒外殼成型的第二工序，根據(jù)貴公司提供的數(shù)據(jù)，沖床型號(hào)擬定揚(yáng)力集團(tuán)JH21-100/63沖床。為實(shí)現(xiàn)凸臺(tái)成型工位的自動(dòng)上料和取料工作，凸臺(tái)成型模具會(huì)根據(jù)我方要求做相應(yīng)的改動(dòng)。
4. 小邊折彎整形工位
小邊折彎整形工位是機(jī)頂盒外殼成型的第三工序，根據(jù)貴公司提供的數(shù)據(jù)，沖床型號(hào)擬定揚(yáng)力集團(tuán)JH21-100/63沖床。為實(shí)現(xiàn)小邊折彎整形工位的自動(dòng)上料和取料工作，小邊折彎整形模具會(huì)根據(jù)我方要求做相應(yīng)的改動(dòng)。
5. 外殼成型工位
外殼成型工位是機(jī)頂盒外殼成型的工序，根據(jù)貴公司提供的數(shù)據(jù)，沖床型號(hào)擬定揚(yáng)力集團(tuán)JH21-100/63沖床。為實(shí)現(xiàn)外殼成型工位的自動(dòng)上料和取料工作，外殼成型模具會(huì)根據(jù)我方要求做相應(yīng)的改動(dòng)。
6. 搬運(yùn)系統(tǒng)
1) 搬運(yùn)機(jī)器人
搬運(yùn)機(jī)器人主要用于各個(gè)沖床的上下料，選用啟帆沖壓專用機(jī)器人，其參數(shù)如下：
J1軸：升降;上下行程420MM，末端輸出面到地面高度為1020MM；
J2軸：旋轉(zhuǎn)；活動(dòng)范圍±145°；
J3軸：伸縮；標(biāo)準(zhǔn)機(jī)活動(dòng)半徑1250ＭＭ,有效行程可做到500MM；
J4軸：末端旋轉(zhuǎn);活動(dòng)角度為±135°，水平面、角度矯正姿態(tài)；
負(fù)載：5KG
2) 搬運(yùn)工裝
搬運(yùn)工裝布置于搬運(yùn)機(jī)器人4軸末端，根據(jù)沖壓產(chǎn)品的不同，工裝可能會(huì)有相應(yīng)的改動(dòng)。其抓手采用電磁鐵吸附。
7. 出料輸送線
其主要功能是對(duì)機(jī)頂盒外殼成型工序末端沖床取料，并將工件傳送到安全范圍方便人工卸料碼放。
1) 取料機(jī)構(gòu)
取料機(jī)構(gòu)采用導(dǎo)向氣缸搬運(yùn)、電磁鐵抓取，用于將末端沖床的取料工作。
2) 輸送線
出料輸送線其主要功能是將取下來(lái)的工件輸送到安全范圍方便人工卸料碼放。其主要由減速電機(jī)、傳輸帶、帶輪及鋁型材框架等構(gòu)成。其總體設(shè)有調(diào)速功能，能滿足不同工件、不同出料速的需求。參考圖片如下：
8. 安全防護(hù)系統(tǒng)
防護(hù)圍欄由型材搭建，輔以安全光幕，將所有運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)布置于內(nèi)，可以為上下料操作員及其他相關(guān)人員提供一個(gè)安全可靠的工作環(huán)境。防護(hù)圍欄與整套控制系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，在設(shè)備正常工作時(shí)，假如有人員闖入，將立即停止所有設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)，確保人員安全。鑒于此生產(chǎn)線連線設(shè)備較少，布置防護(hù)欄等占用空間較大，不利于貴公司合理利用產(chǎn)地，此方案和報(bào)價(jià)里面不含此套系統(tǒng)，請(qǐng)貴公司綜合評(píng)估后，確實(shí)有需要，在加上此套系統(tǒng)。
三、 工藝過(guò)程簡(jiǎn)述
1. 沖壓工藝布置
根據(jù)貴公司提供的樣品綜合分析后提出如下工藝布置；
1) 原料：機(jī)頂盒外擴(kuò)沖壓原料采用卷材供料，根據(jù)樣品分析，擬采用外徑φ1500mm、內(nèi)徑φ500mm、厚度210mm的定制卷材，此配置初步計(jì)算可供連線生產(chǎn)8小時(shí)左右；為配合后序工序的工藝布置，薄膜面位于下面（裸露表面為非薄膜面）。送料機(jī)構(gòu)采用的復(fù)合滾軸可以避免在送料時(shí)對(duì)薄膜表面的損壞。
2) 模具總體布置：四個(gè)工序需要根據(jù)下圖所示下料外形布置模具；確保機(jī)頂盒外殼背面始終朝向沖床外部。
3) 工序1：沖孔落料；
根據(jù)總體布置和規(guī)劃，沖孔落料時(shí)原料薄膜面朝下，送料后沖孔落料時(shí)，整體切斷所需要的部分；模具設(shè)計(jì)時(shí)，需要將周邊廢料沖斷，并散落到模具周圍，采用專用清料機(jī)構(gòu)將其清除到?jīng)_床工作平臺(tái)外。
4) 工序2：凸臺(tái)成型；沖壓模具基本可以利用現(xiàn)有模具，只需旋轉(zhuǎn)180°裝配；可能需要調(diào)整抬模高度。同時(shí)薄膜面下。
5) 工序3：小邊折彎整形；確保薄膜面朝下。
6) 工序4：外殼折彎；折彎模具布置與現(xiàn)有的一直即可?；究梢灾貜?fù)利用，可能需要調(diào)整抬模高度。
2. 節(jié)拍
關(guān)鍵步驟耗時(shí)如下：
1) 由于表可以看出單件生產(chǎn)的出料總耗時(shí)為22s。
2) 由于各設(shè)備均為獨(dú)立運(yùn)行，耗時(shí)為4s，故生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率為4s/件。
3) 生產(chǎn)線無(wú)故障產(chǎn)能為7200件/8小時(shí)；
川公網(wǎng)安備51012202001782