多工位钣金冲压模具自动传送设计手册.ppt

052811,多工位冲压模具自动传送设计手册夹持器、端拾器的设计、安装和调试,概况介绍,多工位冲压自动传送是系统化的工程，在冲压生产运行之前需要不同领域的专业人士一起参与完成。由于不同领域的工程都是非常专业化的，因此他们彼此通常是不知道其他参与者所遇到的问题，更重要的是，他们的设计和决策会影响到后续环节，最终会影响到整个传送系统的效果。,这本手册的目的是传播我们在这个专业领域获得的经验和知识，以帮助和促进系统整合者、模具制造商以及最终用户（多工位钣金冲压企业）在实施多工位冲压自动化项目上的推进成效化。在以下的内容里我们将着重介绍那些由专业人士发现的在夹持和抓取领域里最常遇到的问题以及他们提出的建设性解决方案。我们希望这些经验和建议会在大家日后的工作中发挥作用。,传送器项目,标准模具设计：几何学传送器:我们应该知道那些信息？工件的拾取方式4.1.铲手4.2.真空吸盘4.3.气动夹钳4.3.1.应该选用哪种夹指呢？4.3.2.应该选用哪种类型的夹钳呢?4.3.3.如何确定工件的夹点数？装配:刚性,调整,自由度,等.电气连接夹臂固定型材与Bar杆的连接7.1.装配的调整和联接7.2.手指的位置确定7.3.在传送器上的固定调整信号项目实施建议,以下为传送系统设计、安装和调试的基本步骤。我们来回顾那些对传送方案有直接影响的因素，比如说生产效率，可靠性和夹持器的成本等。,附录I项目实施步骤,附录II滑动力冲压的行进传送器的行程传送器的循环往复夹持力尺寸大小动作时间重量迷你手指的型号调整方法不可逆性,1.标准,了解好客户的标准和规格是一个基本的要求，基本要素如下：,冲压机:尺寸,吨位,电气和气动规格等。模具设计:基本式样,结构规范等。传送器:行程,移动杆尺寸,手指连接杆的紧固等。传送器移动杆的部件:机械部件,电气及气动部件等。,2.模具的设计:几何学,另外有一些相关尺寸数据也应在模具设计时加以考虑。,模具的最小极限尺寸夹持器进入模具时的无障碍无干涉原则工件的定位工件的外部边缘工件和模具之间的必要距离，以便夹持器伸入工件的拾取和落点传送器在三个轴向上的位移工件的横向和轴向翻转工件的水平翻转/垂直轴向,模具必须与冲压板材的几何尺寸相匹配。为了设计出优良的模具，你可以借助一些钣金冲压成型模拟仿真软件，比如Autoform,Pam-stamp等，根据板材的形状和不同阶段的变形，可以预测出应力、延伸和龟裂等。,2.1.模具最小极限尺寸,模具的尺寸应该尽可能的小，我们应该考虑：:各工位模具的中心距(Step)工件边缘离模具外形的距离，应小于夹持器最大伸入距离，即小于Bar杆的Y向行程,STEP(4&8),1,1,传送器的循环往复运动,7,7,-X,+X,+Y,-Y,-Z,+Z,2.2.夹持器进入模具时的无阻碍无干涉原则,当冲压机打开时下模必须是无任何阻碍干涉的，如导塔器/中心导柱/导向件等，以便夹持器能在导入通道和在上模在不同高度上的导出通道之间的移动自由通畅。,传送器的循环往复,2.3.工件的定位,工件必须被准确无误的放置于模具中，除了在垂直方向上的移动之外没有任何的自由度。,2.4.工件的边缘,在不同模具中被成形的板材需要有个稳固的外部边缘或者凸缘，水平方向的边缘更易夹取。如果板材有水平的边缘，我们就能用打开角度为20度的气动夹钳。这样，手指的开合速度更快，能耗也就更低。,20,90,2.5.工件与模具之间的必要空间距离,要实现工件的夹取，需要工件底部与模具之间有必要的空间距离(15-70mm)以便夹钳能伸入并夹持工件。或使工件浮起，或在模具上留有避空位置。,15mm,70mm,2.6.工件的拾取与落点,如果前工位工件的拾取点与后工位模具中的工件落点处于同一高度时，则不需要附加移动单元来补偿Bar杆的行程。,2.7.在X,Y,Z方向上的位置补偿,我们可以通过使用线性移动单元来做相邻工位的位置补偿，这样可以简化模具结构或者简化冲压工艺。线性单元非常迅速而且往复时间不会影响冲压周期，动作时间与Bar杆的运动相叠加。,Y,Z,X,2.8.工件的翻转,翻转单元将工件在相邻工位间以特定的角度实现翻转，这样可以在很大程度上简化模具。,翻转单元将工件以它的旋转轴实现旋转。为了保证工件的可靠夹紧，气动夹钳必须置于必要的旋转轴半径上。如果在相邻模具间有多个旋转单元使用，那么它们应该相对于工件旋转中心对齐排列，这样高度方向上的补偿也可以忽略。,2.9.工件在水平方向/垂直轴向上的翻转,当工件需要在它的水平轴向上翻转，翻转单元可以在移动杆的侧面被使用，因为他们可以在0-182角度间调整旋转（见2.8要点），像线性移位单元一样，它们的运行时间同样也是叠加在Bar杆的往复周期内的，因此不会增加额外时间。,水平方向上的翻转,垂直方向上的翻转,3.传送器（又称Bar杆或横杆）:哪些信息是我们应该了解的?,传送系统由各个零部件组合而成，我们配合钣金冲压企业来实现自动化冲压项目。,Bar杆的行程范围：Bar杆3个轴向上的最大行程和终端位置。Bar杆的尺寸数据：尺寸，截面，中心定位和夹持器的紧固方式运行的路径和方向：相对于压机正面的运行方向动态参数:速度、加速度、最大负载、运行模拟。,为了更加精确，我们需要了解以下Bar杆的技术数据。,4.工件的拾取方式,在多工位冲压模具之间来抓取板材有多种不同的方式。当然，每个系统都有它的优势和缺陷的地方（见附录末页）,4.1.铲手,铲手拾取是一种简单经济的结构，不过被传送的工件在水平面上需要有个稳定不变的轮廓和分明的外部边缘,加速度和振动在高速移位中可能导致板材位置姿态变化。应加装传感器探测钢板来控制运行过程。铲手无法实现翻转功能，也无法实现工件的单侧夹持（悬臂）。,如果你决定使用铲手那就要考虑以下的要点：:,4.2.真空吸盘,若使用真空吸盘就不必从模具上抬升工件，因为抓取只能作用于工件的上部表面，不过，使用真空吸盘还有如下要求：,抓取工件时需要更大的空间来抓取表面（见附录II,i.)加速度太大时有更高的侧滑力（见附录II,i.)冲压机应有更大的行程（2个动作）（见附录II,i.)更长的传送器水平行程（2个动作）（见附录II,i.)更长的传送器往复周期（2个额外的动作）（见附录II,i.)更长的运行时间更多的能耗,这些因素将限制生产速度的提高，同时增大了生产成本。,4.3.气动夹钳（气动机械手指）,首先，气动夹钳比真空吸盘成本更高些（约86%），但是可以很快地从日后的低耗能和高效率中得到补偿。并且，相比铲手，气动夹钳更经济（可降低11.5%的成本）气动夹钳的最高品质体现在它的完全的可靠性上：工件夹紧可靠，在任何时候都没有自由度，工件在高加速度和振动中传送时，不会失去其位置和姿态。,夹钳方式,铲具方式,夹钳方式,吸盘方式,4.3.1.应选用哪种夹指呢？,工件的形状和拾取形式将决定夹指的选用:,有棱纹的夹紧面:这提供了一个高侧向（横向）摩擦力球头螺栓:适应倾斜的工件表面工件可夹取表面狭小:单位面积压力可能在工件表面留下痕迹特殊形状:针对特殊工件的特殊钳指方案工件的材质及硬度：夹指部分采用聚氨酯、POM等材质，适用于表面硬度不高的工件,我们建议:尽可能的使用标准的夹指以避免选用特殊配件。,模制的表面,Swivel,Ribbed,4.3.2.应该选用哪种类型的夹钳？,为了选择最适合的夹钳类型,我们建议考虑如下:,夹持力:它必须具有高夹紧力以保证工件的完全紧固，防止板材松脱移位或者在高加速度下失去姿态（见附录II,v.)尺寸:手指的使用要尽可能的小以适应成形后钣金件，方便它们进入狭小的模具型腔(见附录II,vi.)打开角度:打开角度需要小，以减少生产能耗(见附录II,vii.)，还须能够夹紧垂直的或水平的边缘。重量:更轻的重量,负载小,运动速度可以更快，生产效率就更高(见附录II,viii)夹紧死点:手指具有夹紧死点,能避免意外断气所造成的松脱事故（见附录II,xi.)调整:有了球头关节调整就容易多了(见附录II,x.)可互换性:如果手指的类型和紧固是一致的，当切换不同工件生产时，他们可以通用(见上图),MISATI夹钳的类型,TIP-,TI-,TL-,TC-,4.3.3.如何确定工件夹点数？,2个手指均匀对称性好,4个手指终极方案,3个手指三点定位,用两个较小的手指夹持比用一个较大的夹持更好.当需要决定夹持点或者一个安全的抓取时要考虑到以下这些要素：,传送器的加速度工件的几何形状,工件的尺寸大小工件的重量,5.安装（装配）,夹持装置包含有手指和一些标准配件。这些装置以机械方式固定在有T型槽的铝合金型材上或者连接杆上，这些结构任何时候都可以进行持续的调节。每个夹持装置都必须满足一下条件：,连接件刚性最好选用直径40的管子而不是25-30的，固定在T型槽型材上的安装板也必须要有良好的刚性。夹钳姿态须方便调节使用球关节更易调节。自由度和便利性所有必要的自由度最大6个角度(3个移位和3个旋转)用最少数量的连接件。可互换性零部件可以在日后新的冲压线上的再次利用。,6.电气连接(I),带有内部通孔的型材、旋转单元和移位单元。连接到夹钳的电缆和传感器从型材的外面被导入。,由于它们属于同一个电磁阀驱动，因此所有气动连接赋予了夹钳的打开和闭合，具有精准的同步性。,气动和电气连接都由一个连接板作为连接端（可以根据客户的要求变更）并由型材的端部引出。,6.电气连接(II),以传感器连接板为例，作为连接端口连接传感器线缆和外部控制系统,型材可以被用作夹钳单元的固定支撑以及所有夹持单元的集合，因此型材可以摆脱一切外在的连接，安装拆卸便利，也更好的保护和更简便的控制夹钳单元。,夹钳单元安装到移动杆之前，需要检查安装图纸上的一些参数,7.夹臂固定型材与Bar杆的连接,这样，夹钳单元被固定在传送器移动杆上，始终按照控制系统的指令运行。,对应于各个工位的模具，安装拆卸便利性和可调节性。外表面的气动和电气连接元器件夹紧点和夹钳单元相对于移动杆的中心定位。,拾取工件的位置姿态在一个闭合的模具里手指的自由状态夹钳单元的行程（在传送器移动杆范围内）将夹钳单元紧固到移动杆上,俯视图(see7.1.),正视图(see7.2.),7.1.安装图纸(俯视图),7.2.安装图纸(正视图),7.3.与Bar杆的连接,根据用户的要求及中心位置，固定组合夹臂到Bar杆上。,黑色的中间连接板一端被固定在型材的T型槽上。,起始点将是系统的初始条件:,8.调整(I),打开压力机传送器移动杆置于侧面和下模的位置冲压件在模具上手指力量的调节要基于板材的厚度,在这个重要的时刻我们可以通过电磁阀的切换让手指闭合，同时抬升传送器。注意这个时候要确保板材的中心定位销不要丢失直到手指闭合为止。,插入板材的时候，板材与手指托板间距的建议留约5mm,当手指打开，我们将它们移近板材去抓取和调整静态的手指托板。若手指托板带有球关节那么调整将变得容易得多。,(j见：www.nyc-),5mm.,8.调整(II),在它的最低高度上移动时能没有任何的干涉。在高速运动中对首次操作时板材的屈服褶皱要有个考量这点很重要。板材以垂直姿态进入下一级模具的中心定位销时，手指一定不能打开直到我们能确定板材在模具上的中心定位准确无误。,可能的话，在模拟设备上建立一条模拟的冲压传送线，或者运用PressLineSimulation,Pressim等模拟软件。这样我们就能最大程度的优化展示（输送的高度，手指的演进变化等），在试验和生产启动前就能发现任何可能的差错和冲突。,然后，须要检查的是:,9.过程中的信号指示,任何时候对工件位置和状态的控制是极其重要的事情。运行时需要每一步都进行检查：板材的存在与否（是否失夹），是否夹取了双层板等，这些信号为系统提供了可靠性。这样做的目的是达到一个事故可控的、稳定安全的生产线，即使是以牺牲更快速度为代价。,信号:探测工件是否存在,信号:探知手指夹死点位置,信号(双板多板检测):工件存在+是否收到死点位置,10.项目实施建议,MISATI技术部门可以为你提供技术建议和确认方案中型号的选用。作为夹持抓取领域的专业人士，我们希望确保你的应用是正确的，是符合优越性能和高水平的。只要模具制造商、板金冲压企业和自动化系统集成商在项目开始的阶段就协力合作，最佳的自动传送冲压生产线（在最低成本下实现最高产和安全可靠）就能被实施建构出来。,附录I,为了提出方案和报价，我们需要了解以下信息：:,夹持方案的指导方针工件演变3D和模具3D资料(Catia,STEP,IGES等)：各个工位工件夹取和送入时的位置和姿态。模具的尺寸：各工位模具的布置尺寸有关压机和平台高度数据：有关Bar杆行程，运动路线、中心定位、Bar杆截面尺寸以及夹持单元的固定方式有关符合安装要求的电气和气动输入的技术信息可能的话请提供每个工位试样，如果模具已经加工完成的话。项目完成预定时间,附录I.项目实施步骤,应选用哪种夹钳?(see4.3.2),连接装配,应选用哪种夹指(see4.3.1),附录II,侧滑力压机的运行传送器的行程传送器的循环往复夹紧力尺寸动作时间重量迷你手指的类型调整不可逆性,下面是关于气动夹钳技术方面的说明，以便更好的了解其工作原理以及相关特殊性能。：我们的网站上有更完整的资料可供下载,附录II,i.侧滑力,()气动机械手指能提供更高的摩擦力FSB，不会松脱滑动，Bar杆或机器人可以提高运动加速度，因此能提高生产效率。应用机械手指或真空吸盘时要考虑的因素还有接触部位，能耗和动作时间。,比较这两种拾取方式（机械手指和真空吸盘）的夹紧力（F)和摩擦系数（)，我们会发现：,使用真空吸盘的吸取,使用机械手指的夹取,附录II,ii.压机的运行,*上行行程,*,*,与真空吸盘必须落于平板上并必须置于板材中心区域不同，手指的使用则能够通过板材的边缘来夹持，由于压机的行程减少，生产效率得以提升。,附录II,iii.传送器的行程,工件边缘夹持方式与吸盘方式相比，传送器的横向行程会减少，运行时间缩短，生产效率提升。,附录II,iv.传送器的循环往复运动,根据需要选择，动作1和9（带真空吸盘的往复）也可能被省略掉，如若传送器能在同一个平面上带着打开的手指回撤的话。2和6的动作时间还可以减少传送器的往复。,手指的应用使通过外缘夹持的方式抓持钢板成为可能。由于它们无须往下行去拿取钢板，两个垂直的运动可以被节省掉（动作2和8为带真空吸盘的往复动作），动作节省则意味着生产效率的提升。,带真空吸盘的往复运动,带手指的往复运动,附录II,v.夹持力,6bar,103daN(+48%),69.6daN,25,20,6bar,Misati夹钳可以达到高于同类产品48%以上的夹紧力，因此在夹持工件时安全可靠，能实现更快的移动速度和加速度