鋼制門框鈑金成形自動化生產(chǎn)線實施研究

使用人工進(jìn)行上下料，勞動強(qiáng)度大，容易產(chǎn)生工傷事故，而且效率較低，產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性不夠，不能滿足企業(yè)大批量、高質(zhì)量的生產(chǎn)需求。我公司為客戶門框鈑金成形生產(chǎn)線實現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人自動化生產(chǎn)，多臺設(shè)備聯(lián)機(jī)運(yùn)行，實現(xiàn)全自動化作業(yè)。利用工業(yè)機(jī)器人與鈑金設(shè)備進(jìn)行組合，可以實現(xiàn)所有工藝過程中的上料、定位、與鈑金設(shè)備聯(lián)機(jī)、搬運(yùn)、成品下料等工作，極大地節(jié)約了人工成本和材料成本，提高了企業(yè)生產(chǎn)效率。

門框是防盜安全門的重要組成部分，門框的成形精度直接影響防盜安全門的等級及性能要求。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB17565-2022《防盜安全門通用技術(shù)條件》，門框有以下要求。

⑴門框鋼質(zhì)板材厚度按防盜安全的乙、丙、丁級別分別應(yīng)選用2.00mm、1.80mm、1.50mm，生產(chǎn)門框所采用的鋼板應(yīng)符合表1中公差要求。

表1門框所采用鋼板的公差要求

⑵門框、門扇對角線尺寸，門框槽口、門扇外形尺寸公差應(yīng)符合表2要求。

表2門框槽口、門扇外形尺寸公差要求

⑶門扇與門框搭接寬度不小于8mm。門框與門扇之間或其他部位允許安裝防闖入裝置，裝置本身及連接強(qiáng)度應(yīng)可承受30kg沙袋、3次沖擊試驗。試驗后，不應(yīng)產(chǎn)生斷裂或脫落。

國家標(biāo)準(zhǔn)GB17565-2022《防盜安全門通用技術(shù)條件》對門框的材質(zhì)及成形精度提出了更高的要求，傳統(tǒng)輥壓軋制成形不能夠滿足國家標(biāo)準(zhǔn)對門框成形精度的要求。為此，我公司開發(fā)了鈑金成形設(shè)備模壓工藝全自動化生產(chǎn)線，既滿足了國家標(biāo)準(zhǔn)的要求，又提高了產(chǎn)品合格率，提高了生產(chǎn)效率，降低了人工成本和材料成本。

自動化生產(chǎn)線介紹設(shè)備介紹⑴此門框鈑金成形自動化生產(chǎn)線包括六軸機(jī)器人10臺，折彎機(jī)7臺，沖孔切邊機(jī)2臺，三合一送料機(jī)2臺，輸送線1臺，剪板機(jī)1臺，安全圍欄1套，總長度65m，見圖1。

圖1門框鈑金成形自動化生產(chǎn)線

⑵上料方式采用卷料上料方式，同側(cè)兩個產(chǎn)品共用一個送料機(jī)，另一側(cè)一個產(chǎn)品用一個送料機(jī)，見圖2。

圖2卷料上料方式

⑶抓取方式采用組合式吸盤端拾器，可滿足多品種產(chǎn)品的抓取，調(diào)整方便，見圖3。

圖3組合式吸盤端拾器抓取

⑷機(jī)器人單元基本功能描述。1)中文信息界面，可進(jìn)行機(jī)器人軌跡編程調(diào)試與PLC編程調(diào)試。2)各單元的故障信息、操作信息、生產(chǎn)信息顯示。3)各單元操作指導(dǎo)及自診斷信息。4)各單元機(jī)器人與壓機(jī)的工作過程聯(lián)鎖，PLC同步程序與鈑金成形設(shè)備滑塊位置檢測功能，確保機(jī)器人上下料柔性運(yùn)動，與鈑金成形設(shè)備無干涉。

生產(chǎn)流程根據(jù)門框產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，我公司對門框三個零部件產(chǎn)品工藝進(jìn)行分析，共需十道工序完成。

第一步：三合一送料機(jī)將板料送到剪板機(jī)內(nèi)，達(dá)到設(shè)定長度后給出信號，剪板機(jī)將板料剪斷，等待機(jī)器人取料，見圖4。

圖4一工序：下料

第二步：六軸機(jī)器人1將剪切好的板料送到折彎機(jī)A的模具內(nèi)，開始折彎成形，同時六軸機(jī)器人1返回，再次取料，見圖5。

圖5二工序：折彎1

第三步：六軸機(jī)器人2將零件從折彎機(jī)A內(nèi)取出放到折彎機(jī)B內(nèi)，給出信號，開始折彎成形，同時六軸機(jī)器人2返回，再次取料，見圖6。

圖6三工序：折彎2

第四步：折彎機(jī)B折彎成形后，六軸機(jī)器人3將零件從折彎機(jī)B內(nèi)取出放到?jīng)_孔切邊機(jī)C內(nèi)，開始沖孔切邊，同時六軸機(jī)器人3返回，再次取料，見圖7。

圖7四工序：切邊1

第五步：沖孔切邊完成后，六軸機(jī)器人4將零件從沖孔切邊機(jī)C內(nèi)取出放到折彎機(jī)D內(nèi)，給出信號，開始折彎成形，同時六軸機(jī)器人4返回，再次取料，見圖8。

圖8五工序：折彎3

第六步：折彎機(jī)D折彎后，六軸機(jī)器人5將零件從折彎機(jī)D內(nèi)取出放到折彎機(jī)E內(nèi)，給出信號，開始折彎成形，同時六軸機(jī)器人5返回，再次取料，見圖9。

圖9六工序：折彎4

第七步：折彎機(jī)E折彎后，六軸機(jī)器人6將零件從折彎機(jī)E內(nèi)取出放到折彎機(jī)F內(nèi)，給出信號，開始折彎成形，同時六軸機(jī)器人6返回，再次取料，見圖10。

圖10七工序：折彎5

第八步：折彎機(jī)F折彎后，六軸機(jī)器人7將零件從折彎機(jī)F內(nèi)取出放到折彎機(jī)G內(nèi)，給出信號，開始折彎成形，同時六軸機(jī)器人7返回，再次取料，見圖11。

圖11八工序：折彎6

第九步：折彎機(jī)G折彎后，六軸機(jī)器人8將零件從折彎機(jī)G內(nèi)取出放到折彎機(jī)H內(nèi)，給出信號，開始折彎成形，同時六軸機(jī)器人8返回，再次取料，見圖12。

圖12九工序：折彎7

第十步：折彎機(jī)H折彎后，六軸機(jī)器人9將零件從鈑金折彎機(jī)H內(nèi)取出放到?jīng)_孔切邊機(jī)I內(nèi)，開始沖孔，見圖13；沖孔完成后，六軸機(jī)器人10將零件送到流水線；至此，完成一個循環(huán)工作。

圖13十工序：沖孔1總控系統(tǒng)此自動化線采用集中中央CPU控制結(jié)構(gòu)，整個控制系統(tǒng)采用嚴(yán)格的層級控制，在沒有主操作站允許的情況下，設(shè)備不能被單獨控制。

各種智能傳感器和閥通過總線和相應(yīng)的PLC或遠(yuǎn)程I/O單元通訊，包括現(xiàn)場操作站、現(xiàn)場設(shè)備檢測單元（接近開關(guān)、光電開關(guān)等）等現(xiàn)場其他輸入設(shè)備和現(xiàn)場執(zhí)行機(jī)構(gòu)（如變頻器、電磁閥等）等；自動化聯(lián)線PLC與壓力機(jī)PLC之間的互鎖信號通過總線或I/O的方式進(jìn)行連接，連線PLC與機(jī)器人控制系統(tǒng)之間通過總線進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

整線運(yùn)行模式此自動化生產(chǎn)線有兩種運(yùn)行模式：“手動”和“自動”，在每個操作站上均有一個“自動/手動”模式轉(zhuǎn)換開關(guān)。

⑴自動模式。正常生產(chǎn)模式，循環(huán)順序連續(xù)運(yùn)動。在該模式下鈑金成形設(shè)備以單次行程方式運(yùn)行，停在滑塊上死點等待指令。在鈑金成形設(shè)備的循環(huán)周期中，機(jī)器人采集設(shè)備滑塊的位置信息并完成上下料動作。

⑵手動模式。維護(hù)調(diào)試模式，實現(xiàn)系統(tǒng)各設(shè)備所有的動