机械臂在精冲生产中的应用

2016-07-01高志生管明文周灿光汪翀苏州东风精冲工程有限公司

锻造与冲压 2016年8期

关键词：参数设置废料滑块

文/高志生，管明文，周灿光，汪翀·苏州东风精冲工程有限公司

机械臂在精冲生产中的应用

文/高志生，管明文，周灿光，汪翀·苏州东风精冲工程有限公司

高志生，工装部主任工程师，主要从事精冲工艺研究及精冲产品开发工作，参与完成国家重大专项课题两项，参与国家标准制订一项，拥有3项专利、2项专有技术。

存在问题

精冲生产中零件的取出最常用的方式是吹气，即采用压缩空气将零件吹出到模具空间以外。这种方式最大的优点是，使用简单方便，只要有压缩空气和气管即可。

但吹气的方式存在一些弊端：

⑴易出现零件和废料吹不出去的现象。零件吹不出去会导致零件的压伤，严重的会造成模具的损坏，如果被压伤的零件混入到合格件中，则很难将其挑选出来，这样会导致不良品外流，是不能允许的。

⑵零件易产生磕碰。零件由压缩空气吹出，如果气压较小，则无法吹出零件，如果气压过大，则零件和废料会以很快的速度飞出模具，此时零件与模具之间，零件与废料之间以及零件与机床之间都会发生接触，极易产生磕碰。

⑶零件与废料混在一起，需再进行分选。精冲是一种高效的冲压方式，冲次可达到每分钟30次以上，生产的零件和废料再经过人工分选，一方面效率低，另一方面增加了人工成本。

⑷噪声大。压缩空气在吹出的时候，会产生很大的噪声，长期处在高噪声的环境中，会对人的听觉造成损伤。

针对以上存在的问题，本文进行了一系列的分析及验证，找到一种新的取件方式，既能实现零件的顺利取出，又能保证避免磕碰、混料、噪声等问题，即采用机械臂取件。

解决思路

导致以上问题的主要原因，是采用了压缩空气吹件的方式，故要解决这些问题，需从取件方式着手，制订解决方案。

随着精冲自动化水平的提高，机械臂取件方式也开始应用于精冲生产中，其稳定性高，是一种可靠的替代吹件的取件方式。

方案1：机械臂推件方式

如图1所示，机械臂设计在模具前部，通过机械臂的往复运动，实现零件的取出。

方案2：机械臂推料刮件方式

如图2所示，机械臂设计在模具后部，通过对机床参数的调整，实现机械臂前进时将废料移出模具，返回时将零件移出模具。

图1 机械臂推件方式

图2 机械臂推料刮件方式

方案3：机械臂拉件方式

如图3所示，机械臂设计在模具后方，当冲压完成后，模具打开，机械臂移动进模具中，然后再将零件和废料顶出，机械臂回程时将零件和废料带出模具。

方案实施

方案1试验

机械臂的参数设置如图4所示。点1到5是精冲冲压过程，从点5到1’是模具打开的过程，在此过程中，当滑块下行到点6和7时机床顶件和卸料；继续下行到点a时机械臂启动，将零件推出模具；下行到点8时机床送料；下行至点b时，机械臂开始返回；当滑块达到下死点时，形成一个冲压循环。

图3 机械臂拉件方式

图4 方案1机械臂的参数设置

该方案有以下优点：⑴避免了零件的磕碰；⑵没有噪声；⑶机械臂的结构简单；⑷不会发生零件推不出去的现象；⑸可承受载荷大。

该方案的缺点：当零件与废料的尺寸比较接近时，废料极易落在零件上，后序无法把零件和废料自动分离。如图5所示，该零件有多个小废料和一个较大的废料，当机械臂将零件和废料推出时，大废料落在零件上，当通过分离滑道时，小废料落入废料滑道进入废料箱，而大废料则随零件一起到了零件收集区。

图5 方案1的缺点

方案2试验

机械臂的参数设置如图6所示。将机械臂的启动点设置在卸料之后顶件之前。当模具打开到点6时，机床卸料，冲压废料落在模具上表面；当滑块达到点a时，机械手启动，把废料推至模具前方的滑道；滑块继续下行至点7时，模具顶件，把零件从凹模顶出；滑块下行至点8时，开始送料；到点b时，机械手开始返回，返回时将零件从模具后部带出；滑块到下死点时形成一个冲压循环。

该方案有以下优点：⑴实现了零件和废料的自动分离；⑵避免了零件的磕碰；⑶没有噪声；⑷机械臂的结构简单；⑸不会发生零件推不出去的现象；⑹可承受载荷大。

该方案的缺点：⑴废料是从机床前部推出，而操作人员也在机床前方，虽然有安全防护门，但仍然存在一定的安全风险；⑵模具前部需要设计专门的传送机构，用于废料的传输，而前机床内部的空间有限，较难布置。

方案3试验

机械臂的参数设置如图7所示，其结构如图8所示。该方案使用两个机械臂，分别用于零件的取出和废料的取出，模具后有两个出料滑道，用于零件和废料的传送。两个机械臂的启动点均设置在卸料和顶件之前，返回点设置在卸料和顶件之后。