多工位钣金冲压模具自动传送设计手册

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1.标准2.模具设计：几何学3.传送器:我们应该知道那些信息？4.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？5.装配:刚性,调整,自由度,等.6.电气连接7.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8.调整9.信号10.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IIi.滑动力ii.冲压的行进iii.传送器的行程iv.传送器的循环往复v.夹持力vi.尺寸大小vii.动作时间viii.重量ix.迷你手指的型号x.调整方法xi.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)11传送器的循环往复运动77-X+X+Y-Y-Z+Z2.2.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。20º90º2.5.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。15mm70mm2.6.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。模具外缘的差异补偿(±200mm最大)±200±200STEPSTEPSTEP±200模具间的横向补偿(±200mm最大)模具间的高度补偿(±200mm最大)±200YZX2.8.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）一经冲压，你不用在模具上抬升板材就能操作了。高耗能只能抓取板材的上部和平直面。抓取时加速度较低真空吸盘吸取:最大限度的可靠性:全夹持低耗能得益于它的低能耗和高生产效率很快就能回收成本。初始费用较铲具稍低(约11.5%).初始费用较真空吸盘要高(约86%)气动夹钳夹取:不需气动连接的简易系统高加速度情况下有失去定位姿态的风险为保证抓取过程中能保持中心，板材需要在水平面上有尖锐稳定的边缘。铲手拾取: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SwivelRibbed4.3.2.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1个手指悬臂当单侧夹持工件时，应选用能承受扭矩反作用力具有更高夹持力并带有延伸托板的手指r2F2M2=F2·r2F15.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：)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