自動(dòng)旋轉(zhuǎn)支架在多工位生產(chǎn)中的應(yīng)用

孟華 田樹偉

（長城汽車股份有限公司技術(shù)中心；河北省汽車工程技術(shù)研究中心）

隨著汽車生產(chǎn)過程中的自動(dòng)化程度越來越高，多工位壓力機(jī)在沖壓車間的應(yīng)用越來越廣泛。多工位壓力機(jī)的機(jī)械臂夾抓位置調(diào)試穩(wěn)定后運(yùn)動(dòng)角度將不可調(diào)，僅限于三維坐標(biāo)系方向的往返運(yùn)動(dòng)。工藝排布過程將制件安排在多工位進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)，由于產(chǎn)品特征要求，沖壓方向必須進(jìn)行旋轉(zhuǎn)才能滿足工藝要求，造成模具與多工位設(shè)備無法匹配，針對(duì)此問題，文章研究了一種自動(dòng)旋轉(zhuǎn)支架來實(shí)現(xiàn)制件在工序間的角度變換，以適應(yīng)制件在多工位自動(dòng)化沖壓線體生產(chǎn)的需要。

1 現(xiàn)狀描述

沖壓模具設(shè)計(jì)的前期工作是沖壓工藝分析，工藝分析的首要工作是確定沖壓方向，沖壓方向確定后才能開展后續(xù)工作[1]。圖1示出某沖壓件沖壓方向，工藝規(guī)劃時(shí)分為4序來實(shí)現(xiàn)，但由于制件本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)限制，工序OP10，OP30，OP40的沖壓方向雖然一致，但OP20與前3序的沖壓方向需有10°的旋轉(zhuǎn)才能實(shí)現(xiàn)工藝要求。

圖2示出多工位壓力機(jī)工作示意圖。生產(chǎn)過程中機(jī)械臂與夾抓沿箭頭方向進(jìn)行工位間的往返運(yùn)動(dòng)（圖2b中工位動(dòng)作①—②—①為1次運(yùn)動(dòng)，后續(xù)工位依此類推），夾抓位置調(diào)試穩(wěn)定后運(yùn)動(dòng)角度將不可調(diào)；如果該制件的生產(chǎn)線體排布在多工位壓力機(jī)線體時(shí)，由于多工位壓力機(jī)的機(jī)械臂無法改變制件沖壓角度，故該制件的工藝安排一般考慮更換自動(dòng)化線體或委外生產(chǎn)。改為機(jī)器人轉(zhuǎn)運(yùn)制件或人工轉(zhuǎn)運(yùn)制件，線體的變更又影響了沖壓線體的整體規(guī)劃（自動(dòng)化生產(chǎn)機(jī)床噸位大，既降低了生產(chǎn)節(jié)拍，同時(shí)也使生產(chǎn)成本增加）[2]。

2 問題解決方案

為了解決多工位壓力機(jī)的機(jī)械臂無法改變制件沖壓角度的難題，生產(chǎn)時(shí)利用一種自動(dòng)旋轉(zhuǎn)支架（如圖3所示）實(shí)現(xiàn)制件工序間的角度變換。在自動(dòng)化沖壓線體中此裝置可以改變制件的沖壓角度，使沖壓角度不同的一組模具可以在多工位線體進(jìn)行生產(chǎn)。

2.1 工作原理

當(dāng)沖壓多工位線體中2序模具的沖壓角度不同時(shí)，為滿足機(jī)械臂轉(zhuǎn)運(yùn)制件自動(dòng)化生產(chǎn)，則需要由自動(dòng)旋轉(zhuǎn)支架進(jìn)行過渡。圖4示出自動(dòng)旋轉(zhuǎn)支架各組件位置示意圖。生產(chǎn)前，通過氣線將氣缸組件與多工位設(shè)備連接，實(shí)現(xiàn)設(shè)備與支架的聯(lián)動(dòng)[3]；生產(chǎn)開始時(shí)，設(shè)備發(fā)出控制信號(hào)，通過氣缸組件的動(dòng)力將支架裝置固定在狀態(tài)1，如圖5a所示，限位銷在限位板腰形孔最左端位置，同時(shí)機(jī)械臂將制件轉(zhuǎn)運(yùn)到旋轉(zhuǎn)托料器，通過定位導(dǎo)正銷將制件固定；完成此動(dòng)作后，設(shè)備再次發(fā)出信號(hào)，通過氣路將氣缸組件傳遞的動(dòng)力帶動(dòng)連接桿轉(zhuǎn)動(dòng)，使旋轉(zhuǎn)托料器在弧形立板上旋轉(zhuǎn)，此時(shí)限位銷運(yùn)動(dòng)到限位板腰形孔最右端位置，將支架固定在狀態(tài)2，如圖5b所示，此時(shí)制件的沖壓角度跟隨旋轉(zhuǎn)托料器實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)變；機(jī)械臂通過夾抓將變換沖壓角度后的制件轉(zhuǎn)運(yùn)到下序模具進(jìn)行沖壓，同時(shí)通過氣缸組件將連接桿轉(zhuǎn)動(dòng)到起始位置，使旋轉(zhuǎn)托料器在弧形立板上旋轉(zhuǎn)，限位銷復(fù)位到狀態(tài)1，如圖5a所示，完成1次工作循環(huán)。

2.2 技術(shù)說明

1）該裝置通過旋轉(zhuǎn)托料器轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)狀態(tài)1與狀態(tài)2的工作循環(huán)，解決自動(dòng)化沖壓線體中機(jī)械臂無法改變制件沖壓角度的問題；

2）通過限位銷限制旋轉(zhuǎn)托料器旋轉(zhuǎn)角度，來改變制件沖壓方向，使之與下工位沖壓方向保持一致；

3）旋轉(zhuǎn)托料器放置在弧形立板上，通過限位板限制旋轉(zhuǎn)托料器向上移動(dòng)，固定擋板與連接桿限制旋轉(zhuǎn)托料器左右移動(dòng)，通過弧形立板與旋轉(zhuǎn)托料器的弧形面接觸，使其旋轉(zhuǎn)自如；

4）該裝置通過控制氣缸組件運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)與沖壓設(shè)備同步自動(dòng)化運(yùn)動(dòng)；

5）設(shè)定的旋轉(zhuǎn)角度可通過限位板腰形孔大小來改變；

6）左右2個(gè)旋轉(zhuǎn)托料器靠連接桿連接，同步運(yùn)動(dòng)；

7）要保證限位板腰形孔不易磨損變形。

3 應(yīng)用效果

該裝置使用簡(jiǎn)單，效果明顯，安全可靠。

1）通過自動(dòng)旋轉(zhuǎn)支架裝置可以解決多工位壓力機(jī)線體中機(jī)械臂轉(zhuǎn)運(yùn)制件過程中，機(jī)械臂無法改變制件沖壓角度的難題，使更多的沖壓制件能夠在多工位線體上生產(chǎn)，提高制件的生產(chǎn)效率；

2）多工位線體上生產(chǎn)的制件是一些結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的制件，自動(dòng)旋轉(zhuǎn)支架裝置的應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)沖壓復(fù)雜制件的機(jī)械臂轉(zhuǎn)運(yùn)生產(chǎn)。

4 結(jié)論

本技術(shù)方案是應(yīng)用于解決自動(dòng)化沖壓線體中機(jī)械臂無法改變制件沖壓角度難題的一種思路。自動(dòng)旋轉(zhuǎn)支架裝置用于沖壓件自動(dòng)化生產(chǎn)的轉(zhuǎn)運(yùn)，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)轉(zhuǎn)換沖壓件角度，操作方便，降低了人工成本，并保證了生產(chǎn)的自動(dòng)化。該裝置在自動(dòng)化線體既能充當(dāng)空工位，也能實(shí)現(xiàn)沖壓復(fù)雜制件的機(jī)械臂轉(zhuǎn)運(yùn)生產(chǎn)，這種設(shè)計(jì)思路具有廣闊的推廣前景。