冲压机械手（共10篇）
冲压机械手 篇1
0 引言
对冲压机械手模块化技术进行研究, 重点解决五金金属制品行业冲压工序的手工操作生产效率低、劳动强度大、且安全风险较大的问题。项目将采用光机电一体化技术、模块化研究技术、快接技术、谐波技术等技术应用于冲床转机械手, 提高机械手的使用灵活性, 简化安装和维护, 以较低成本提高工件转移速度。
1 机械手工作流程及结构分析
1.1 工作流程分析
通过分析研究各种冲床的上下料模式及运行要求, 采用模块化设计技术、协调作业技术, 完成冲压机械手的工作流程化分析, 如图1所示。
1.2 结构分析
根据对冲压机械手的功能划分及需求分析, 为满足产品的各项功能和性能、提高整个模块化系统的柔性考虑, 冲压机械手可分为以下四个模块, 如图2, 由取料模块1将工件抓取, 经过推送模块2、旋转模块3及升降模块4将工件送至到指定的位置。由此可见冲压机械手主要由取料模块、推送模块、旋转模块及升降模块组成。
1.取料模块2.推送模块3.旋转模块4.升降模块
取料模块:根据产品特点要求, 整合各种取放料技术, 如真空吸盘、机械爪、电磁吸盘等, 其取料的重量从数克到数千克不等;
推送模块:在冲压机械手完成取料动作后, 执行直线运动的作用, 与旋转模块、升降模块配合, 实现避开障碍, 按照一定路线运动的功能;
旋转模块:旋转模块主要实现将工件及推送模块一同绕一定的中心进行旋转的运动;
升降模块:升降模块是将以上3个模块同时升降动作。
四个模块的组合满足现有的大部分冲床的需求, 再根据实际的使用, 主要是在更换生产工件的进行末端取料模块的更换, 因此如何快速更换不同的取料模块, 缩短设备调试的时间, 是主要的研究重点。因此进行了快接夹具模块及取料模块的设计与应用。
2 快接夹具模块的设计与应用
根据冲压机械手模块化的要求, 研究开发了采用真空吸技术的快速组合夹具模块, 它可以同时满足气路与电路的连接要求。同时可以快速定位夹紧, 从而实现了机械手末端取料模块的快速装夹, 大大提高了取料模块的更换时间, 降低了生产成本。
模块化拼接是本设计的重要独特之处, 夹具主要由两部分组成, 分为公头和母头两部分, 机械手末端位置固定安装公头那一部分, 而取料夹具那一端则安装母头部分, 公头和母头两部分对应的位置拼接在一起即可牢牢地锁定, 实现快速更换的功能。因此一个快接夹具公头可以配套拼接多个母头, 有效提高了冲床更换生产工件时的效率, 缩短调试时间。
快接夹具设计为方形的结构, 由耐磨金属板材通过精密加工成型, 设计图如图3所示。夹具公头中间设计有圆柱造型2与母头的通孔4相配合, 并与导柱11和导套6配合完成公头和母头快接夹具的定位, 气管接口3通过通断气来实现公头与母头夹具的锁紧与松开。接头10与空轴9为相通设计, 配合接头8与孔7实现气路的贯通。连接器1与5配合实现电路之间的连接。因此这种设计的快接夹具可以有效实现气路与电路的连接, 缩短取料模块夹具的更换时间, 提高工作效率。
1.连接器2.圆柱3.气管接口4.通孔5.连接器6.导套7.孔8.接头9.空轴10.接头11.导柱
3 冲压机械手的末端取料模块的设计与应用
经过对冲压机械手的模块化分解, 需要根据具体的设计要求选择合适的功能模块, 需要考虑的因素有负载、尺寸大小、精度、速度等, 其中取料模块的选择, 可根据工件产品的形状特点, 取料模块可采用真空吸盘、机械爪、电磁吸盘等不同的形式模块。
3.1 真空吸盘的选择
真空吸盘, 首先将真空吸盘通过接管与真空设备接通, 然后与工件表面接触, 起动真空设备吸取, 使吸盘内产生负气压, 从而将工件吸牢, 即可开始搬送工件。当工件搬送到目的地时, 平稳地充气进真空吸盘内, 使真空吸盘内由负气压变成零气压或稍正的气压, 真空吸盘就脱离工件, 从而完成了提升搬送的任务[1,2]。
真空吸盘吸附性能不仅仅受吸盘的材料品种影响, 还有吸盘的结构形状与工件表面的贴合程度。比较常见的机械手真空吸盘有以下几种。
第一、扁平形状真空吸盘。这种类型的吸盘材料可以用多种材料, 主要用于搬运吸附一些工件表面比较光滑的产品。
第二、短波纹管型吸盘。它的吸附性能相对来说比较好, 而且缓冲性能好, 对于细小工件的损坏的可能性比较小。方便吸附小型工件, 同时波纹管可做较小距离的行程移动[3]。
第三、长波纹管型吸盘。它的性能与用途场合等都与短波纹管型真空吸盘差不多, 唯一比较大的区别是长波纹管型吸盘在水平方向的高度差比较大, 还可以做长距离的搬运工序[4]。
真空吸盘夹具的应用方案如图6和图7所示。
3.2 机械爪的选择
机械爪, 采用气动元件配合爪子部分工作, 依据气动反应速度快的特点, 能缩短辅助生产时间, 提高效率;机械爪对气动元件的精度要求不太高, 宜于制造, 且采用气动元件便于实现自动化控制。气动元件以压缩空气为动力源的, 它通过气缸把气体压力转换为机械能, 可以完成夹具定位、夹紧等多种动作[5]。如图8、图9所示。
3.3 电磁吸盘的选择
电磁吸盘是利用了电磁原理:使内部线圈通电产生磁力, 经过导磁面板, 将接触在面板表面的工件紧紧吸住;线圈断电, 磁力消失实现退磁, 卸下工件[6]。如图10、图11所示。
选用电磁吸盘进行取放料的操作时, 工件必须是能受磁吸的材料, 同时设计时需要分析工件的重量及吸盘的吸力及数量等。
电磁吸盘夹具的应用方案如图12、图13所示。
4 结束语
通过对冲压机械手模块化技术进行研究, 重点解决了五金金属制品行业冲压工序的手工操作生产效率低、劳动强度大、安全风险较大的问题。采用机电一体化技术和模块化技术研究开发冲床机械手末端取料模块及快接夹具, 提高了机械手的使用灵活性, 简化安装和维护, 同时也以较低成本, 提高了工作效率。
参考文献
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冲压机械手 篇2
关键词:冲压机械;设计应用;PLC
冲压机械设计是通过压力进行设计的类型，新的科学技术的应用，对冲压机械设计的科学性以及多样化的发展有着促进作用。通过对冲压机械设计中PLC的应用研究分析，可对冲压机械设计的发展提供理论支持。
冲压机械手 篇3
【关键词】冲压模具；设计；机械运动；控制；卸料版；分析
在现代科学技术不断发展的过程当中，相关研究证实：各种类型的冲压工艺在实现过程当中均表现有一定程度上的运动机理。与此同时，为最大限度的保障冲压运动过程中，机械运动的有效性，模具所发挥的重要意义是可想而知的。即便不同类型模具所表现出的结构设计方式与力学设计方式存在一定的差异性，然而设计的目的均表现为：对机械运动的可靠性满足与实现。从这一角度上来说，在冲压模具的设计过程当中，要想保障冲压工件综合质量的稳定性，关注机械运动状态，并对其进行有效控制是至关重要的。本文试对其作详细分析与说明。
1.冲裁模具设计中的机械运动分析
在冲裁模具设计过程当中，所涉及到的机械运动为：卸料版与板料保持良好的相互性压实及接触关系，在此过程当中，凸模逐步下降至与板料部件相接触的位置，在此基础之上再次下降至凹模部件内部。在这一过程当中，凹凸模与板料部件所表现出的相对运动状态最终将导致其与板料部件呈现出完全分离。按照此种方式，凸模位置所对应的工件会受到卸料版运动动作影响而表现出推落状态，由此也就完成了整个冲裁模具的设计工作。基于对冲裁模具设计过程中机械运动特征的分析，不难发现，在整个机械运动作业过程当中，卸料版所表现出的运动动作可以说是关键所在。从这一角度上来说，在整个冲裁模具的设计过程当中，为最大限度的保障冲裁模具设计质量的稳定性与可靠性，就需要针对卸料版部件的正常运行予以严格的控制。其中，最为关键的一点是：在保障压力指标充足的前提条件下，保障冲裁模具设计下卸料版部件与板料部件的接触能够先于凸模部件与板料部件的接触而完成。在此种机械运动控制状态作用下，一方面能够保障冲裁模具工件切断面质量的稳定性，另一方面能够有效延长冲裁模具的有效使用寿命。与此同时，在针对落料冲孔模具进行设计的过程当中，若仍然沿用传统意义上的设计方式，可能会导致落料冲孔模具在冲压运动作用下出现零部件与加工废料无法有效分离的问题，对于这一问题的处理同样需要借助于机械运动控制的方式予以实现。即要求现场工作人员在机械运动的执行过程当中，针对卸料版部件位置增设一块单独的限位块，该限位块能够在冲孔动作完成后，及时将工件推出于卸料版部件位置，从而达到了有效分离零部件与加工废料的重要目的。与此同时，从实践应用的角度上来说，此种方式一方面能够实现对整个加工零件精确度的有效提升，另一方面还能够保障加工效率得到进一步强化，值得重视。
2.弯曲模具设计中的机械运动分析
区别于一般意义上的机械运动方式，受到弯曲模具自身弯曲特性的因素影响，导致在弯曲模具设计所对应的机械运动过程当中，最先发生机械运动的是卸料版部件与板料部件的接触与压实处理。在此基础之上，配合弯曲模具设计所预先设定的机械运动程序，引导凸模部件逐步与板料部件发生接触反应。按照此种方式下降至凹模所在位置，从而通过凹模与板料部件、凸模与板料部件的相互性机械运动动作，达到合理改变板料性状的关键目的。在上述机械运动结束之后，弯曲模具所对应凹模部件上方的顶杆会通过推出板料性状改变后弯曲边的方式，结束整个弯曲模具机械运动动作。基于对以上问题的分析，不难发现，在弯曲模具设计所对应的机械运动过程当中，除卸料版部件发挥着重要意义以外，顶杆部件所起到的机械运动功能同样是不容忽视的。从弯曲模具实践操作的角度上来说，为最大限度的提升机械运动质量，保障模具弯曲性能的有效发挥，一方面需要针对卸料版部件在整个操作过程中的机械运动状态予以有效规范，另一方面还应当针对顶杆部件在参与机械运动过程当中的力度进行有效控制。只有同时保障上述两个方面指标控制的有效性，才能够确保在机械运动过程当中，顶杆能够顺利的将弯曲工件推出，同时也能够保障最终所获取的弯曲工件不过多的受到外力变形因素的影响。特别需要注意的一点是：在应用弯曲模具进行部分对加工精度有严格要求的工件进行加工操作的过程当中，需要弯曲模具操作人员结合所加工工件在弯曲性能方面的实际要求，采取以下两种处理方式：①于冲头位置进行镀钛处理，此种处理方式能够有效提高所加工弯曲工件的耐磨性能的稳定发挥，同时兼顾工件外观的光洁性能；②于弯曲冲头角位置进行镶嵌滚轴部件处理，此种处理方式能够实现对弯曲模具下工件受机械运动作用力影响而产生的摩擦作用力，从而避免弯曲加工工件受到运动擦伤而影响其整体质量。
3.拉深模具设计中的机械运动分析
在有关拉深模具设计作用下的机械运动过程当中，其机械运动的主要工作流程为：卸料版部件首先与板料部件保持紧密连接与压实关系，在此过程当中引导凸模部件逐步下降，并最终与板料部件发生接触反应。在此基础之上，凸模部件会进一步下降，直至达到凹模部位。按照此种方式，板料部件与凸模以及凹模之间所产生的相对运动动作引导拉深模具工件推出整个模具当中，并按照此种方式完成整个拉深模具的制作工作。基于对以上机械运动动作的分析，不难发现：为最大限度的保障在拉深模具作用工件在拉深质量方面的有效性欲可靠性，其关键在于：在针对卸料版部件运动状态进行有效控制的同时，保障滑块部件所表现出的运动状态能够得到有效的控制。通过对机械运动的此种控制方式，能够防止拉深模具作用下的加工工件不会出现起皱问题，同时也能够保障整个加工工件在外观上的平面性特征。特别需要注意的一点是，在当前技术条件支持下，通过增设包括马达旋转在内，一部分特殊性加工工件的应用，能够最大限度的保障切边与跳动性能的有效性，按照此种方式来保障拉深模具处理工件综合性能的有效性。
4.结束语
通过本文以上分析不难发现：在当前技术条件支持下，整个冲压模具的设计过程当中，冲压模具加工工件在各个方面的加工特性均与机械运动表现出了极为显著的相关性关系。为最大限度的保障冲压模具设计质量的可靠性与有效性，选择与之相对应的机械运动方式是至关重要的，需要引起关注。总而言之，本文针对有关冲压模具设计过程中机械运动所涉及到的相关问题做出了简要分析与说明，希望能够引起各方工作人员的特别关注与重视。[科]
【参考文献】
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冲压机械手 篇4
1自动化机械手的概况
气动机械手在自动化冲压生产线设计中应用,关键点在于如何满足实际生产需要,并能够提升生产效率和产品质量[1]。这一过程中,需要综合考虑气动机械手的性能。本文在对该问题研究过程中,从传动方式机械手选择,保证机械手在冲压生产线设计中,能够发挥有效作用。关于本文研究的集中机械手性能,我们可以从表1中看出。
根据表1中可知,机械传动、液压传动、电气传动方式的自动化机械手有着各自的特点,在对其进行应用过程中,应结合自动化冲压生产线的实际特征,以此保证气动机械手作用的充分发挥。
2自动化冲压生产线的设计
在设计自动化冲压生产线过程中,应从结构设计、整体布局角度出发,该生产线的油压机共3台,送料系统共7台,具体构成如图1。
如图1所示,在进行生产线布局设计过程中,需要考虑到切边、一次、二次拉伸、机械手取料、传送带、拆垛等环节的设计。在进行取料机械手和上料机械手设计时,要求拆垛装置应具备3个功能,分别为分离、送料与检测、清除双料,其中送料机构是由丝杆升降机构及送料机械手构成的;同时自动化生产线上传送物料时,主要是利用传输带及穿梭小车实现的,其中的传输带应为三相异步电机传动;再者,机械手应为门式结构,具体包括无杆气缸、气缸直线导轨及其他部件,其中机械手手部应为气抓与真空吸盘。在此基础上才能够满足生产的实际需求,同时也可以保证生产的质量和效率。
3气动机械手在自动化冲压生产线设计中的应用分析
在将气动机械手应用于自动化冲压生产线设计中,需要对控制系统进行有效设计,之后根据系统实际情况,对各部分的功能进行实现。关于其实际应用情况,我们可以从下面分析中得出以下结论。
3.1对控制器进行有效选择
气动机械手在自动化冲压生产线设计中应用,需要对控制器进行有效设计,保证控制器具有较好的性能[3]。这一过程中,需要遵循“稳定、简便”的设计原则,对PLC、工控机以及单片机的特征进行把握,确保控制器具有较好的性能。
3.2送料系统功能的实现
在进行送料系统设计时,主要以“自动”操作系统为主,具体操作方式为手动调试与自动运行,当设备启动自动运行后,气动机械手将物料送入机器设备中,实现生产。在进行自动系统设计时,还需要设置相应的手动系统,能够实现自动系统与手动系统之间的有效结合。
3.3保证系统具有可靠的功能
气动机械手在自动化冲压生产线设计中应用,系统需要保证具有较高的可靠性。在设计过程中,需要考虑到报警功能、停止功能、运行状态显示功能,这3种功能能够更好地满足生产需要,并且对突发事件进行较好的处理。
3.3.1报警系统
报警系统在应用过程中,当自动机械手出现运行故障时,能够进行报警,从而保证机械设备停止运行,避免引发安全事故[4]。在实际运行阶段,如果PLC输出信号后,一定时间内,动作未完成,则认定为故障。
3.3.2停止功能
在设计实践中应将急停按钮、遥控开关设计在控制面板上,一旦出现突发事件,启动“停止功能”,能够使设备立即停止运行。
3.3.3状态显示功能
运行状态显示功能的设计,主要是在系统运行过程中,能够对系统各个部分的运行状态进行反应,如果出现故障,便可借助其状态,以此明确故障的位置,进而便于有效处理。
4结论
气动机械手在自动化冲压生产线设计中的应用,能够很好地满足工业生产需要,并且自动化的系统设计,保证生产过程中,能够具有较高的自动化和智能化发展特征。随着现代化工业生产的发展和进步,自动化机械手的应用范围不断扩大,并且技术水平显著提升。在未来应用过程中,要注重对气动机械手自身的性能进行把握,并能够结合自动化冲压生产线实际情况,通过气动机械手作用的充分发挥,进而利于促进工业生产的进步。
摘要：自动化冲压生产线在当下工业发展过程中,得到了较为广泛的应用,在实际生产过程中,气动机械手对于满足生产工艺需求,具有重要作用。本文分析了气动机械手的概况,探讨了自动化冲压生产线的设计,重点阐述了其在自动化冲压生产线设计中的应用,旨在充分发挥气动机械手的作用,为现代化工业企业发展提供可靠的保障。
关键词：气动机械手,自动化,冲压生产线
参考文献
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冲压机械手 篇5
动化考试题
一、单项选择题（共25题，每题2分，每题的备选项中，只有1个事最符合题意）
1、__是一种最常见的窒息性气体，在煤气的使用过程中，如果产生此种气体过多，就会中毒。A．二氧化氮 B．一氧化碳 C．氧气 D．氨气
2、刑事责任是指责任主体实施法律禁止的行为所应承担的__。A．法律后果 B．一切后果 C．司法后果 D．全部后果
3、注册安全工程师执业中因其过失造成当事人损失的，由__承担赔偿责任。A．所在单位
B．注册安全工程师 C．所在单位部分
D．所在单位和注册安全工程师连带
4、生产过程中使用的原料、辅料及在作业环境中存在的某些致病微生物和寄生虫导致人发病的因素为__。A．物理因素 B．生物因素 C．化学因素 D．毒性因素
5、特殊凿井法是在不稳定或含水量很大的地层中，采用__的特殊技术与丁艺的凿井方法。A．钻爆法 B．非钻爆法 C．放电法 D．挤压法
6、气体灭火剂的使用始于__。A．18世纪末期 B．19世纪初期 C．19世纪中期 D．19世纪末期
7、__是应急活动的基本原则。A．场内指挥 B．统一指挥 C．场外指挥 D．技术指挥
8、安全生产“五要素”是指__、安全科技、安全文化、安全责任和安全投入。A．安全教育 B．安全法制 C．安全培训 D．安全技术
9、__指劳动者从事职业活动或进行生产管理过程而经常或定时停留的地点。A．事故地点 B．宣传地点 C．工作地点 D．生活地点
10、起重机械中起着省力和支撑钢丝绳并为其导向的作用的是__。A．卷倘 B．滑轮 C．吊钩 D．制动器
11、某单位编制应急预案的下列做法中，正确的是__。A．由本单位工会领导组织成立应急预案编制工作组
B．应急预案的评审均由上级主管部门或地方政府安全监管部门组织 C．预案评审后，经主要负责人签署发布并上报有关部门备案 D．除评估本单位应急能力外，还评估相邻单位应急能力
12、生产安全事故分为责任事故和非责任事故两大类。下列行为或原因导致的事故，可认定为非责任事故的是__。A．违背自然规律的行为导致的事故 B．违法行为导致的事故
C．违反规程的行为导致的事故 D．无法预测的原因导致的事故
13、故障类型和影响分析的目的是辨识单一设备和系统的故障模式及__。A．每种故障模式对系统或装置的影响 B．系统故障模式的解决办法 C．系统故障技术人员的技能水平D．导致系统故障模式的原因
14、在一些可能产生缺氧的场所，必须进行氧含量的监测，含氧量不足__时，应严禁入内。A．12% B．18% C．25% D．30%
15、依据《危险化学品安全管理条例》的规定，国家对危险化学品的运输实施资质认定制度，未经资质认定，不得从事运输危险化学品。其危险化学品运输企业必备的条件由__规定。A．国务院交通部门 B．国务院公安部门 C．国务院环境保护部门 D．国务院卫生行政部门
16、生产经营单位应当在有较大危险因素的生产经营场和有关设施、设备上，设置明显的__。A．安全警示标志 B．安全标志 C．警示标志 D．“注意安全”字样
17、《职业病防治法》第15条规定：新建、扩建、改建建设项目和技术改造、技术引进项目（以下统称建设项目）可能产生职业病危害的，建设单位在__应当向卫生行政部门提交职业病危害预评价报告。A．可行性论证阶段 B．设计阶段 C．施工阶段 D．竣工之后
18、《工伤保险条例》规定，职工发生事故伤害或者按照职业病防治法规定被诊断、鉴定为职业病，所在单位应当自事故伤害发生之日或者被诊断、鉴定为职业病之日起__天内，向统筹地区劳动保障行政部门提出工伤认定申请。A．15 B．30 C．45 D．60
19、可以用单元综合抵消因子值的大小说明该单元安全管理与控制的__。A．绩效 B．程度 C．措施 D．系统
20、硝酸铵炸药为粉状，用纸包装加工成圆柱形药卷，外涂一层石蜡防水。硝酸铵炸药的贮存期为__个月。A．2～3 B．6～8 C．4～6 D．5～6
21、生产经营单位主要负责人的职责不包括__。
A．督促、检查本单位的安全生产工作，及时消除生产安全事故隐患 B．组织制定并实施本单位的生产安全事故应急救援预案 C．及时、如实报告生产安全事故 D．做好有关安全生产工作
22、回采工作面常见的顶板事故是冒顶事故。按一次冒落的顶板范围及伤亡人数多少，一般可分为__事故两大类。A．局部冒顶和大面积切顶 B．局部冒顶和切顶
C．大面积冒顶和局部切顶 D．局部或大面积冒顶和切顶
23、根据《安全生产法》的规定，重大危险源应进行登记、检测、评估、监控等工作，负责组织评估工作的是__。A．生产经营单位
B．省级安全生产监督管理部门 C．中介机构
D．市级安全生产监督管理部门
24、综合防尘措施八字方针中不包括__。A．革 B．湿 C．风 D．教
25、当生产和其他工作与安全发生矛盾时，要以安全为主，生产和其他工作要服从安全，这就是__原则。A．安全第一 B．预防 C．因果关系 D．偶然性
二、多项选择题（共25题，每题2分，每题的备选项中，有2个或2个以上符合题意，至少有1个错项。错选，本题不得分；少选，所选的每个选项得 0.5 分）
1、具有燃烧爆炸性质的危险物质可分为7大类，下面正确的有__。A．化学性物质 B．气体燃烧性物质 C．固体燃烧性物质 D．自燃物质 E．氧化性物质
2、国家对危险化学品的生产和储存实行__，并对危险化学品生产、储存实行审批制度。未经审批，任何单位和个人都不得生产、储存危险化学品。A．按需计划 B．统一规划 C．合理分配 D．合理布局 E．严格控制
3、《安全生产法》关于预防为主的规定，主要体现在__。A．安全意识在先 B．安全投入在先 C．安全责任在先 D．建章立制在先 E．安全教育在先
4、职业中毒按发病过程可分为__。A．亚急性中毒 B．急性中毒 C．毒气中毒 D．慢性中毒 E．深度中毒
5、我国已将__等职业性致癌物所致的癌症，列入职业病名单。A．石棉 B．铜 C．苯 D．砷 E．氯乙烯
6、从事建筑活动的建筑施工企业、勘察单位、设计单位和工程监理单位，应当具备的条件有__。
A．有符合国家规定的注册资本
B．有与其从事的建筑活动相适应的具有法定执业资格的专业技术人员 C．有从事相关建筑活动所应有的技术装备 D．法律、行政法规规定的其他条件
E．至少有两名以上的人员具有注册建筑工程师执业资格
7、__应按法律法规和工程建设强制性标准实施监理，并对建设工程安全生产承担监理责任。A．建设单位 B．项目经理 C．监理单位 D．监理工程师 E．施工单位
8、事故统计分析是将汇总整理的资料及有关数值形成书面分析材料，填入统计表或绘制统计图，使大量的零星资料__，是统计工作的结果。A．系统化 B．数字化 C．信息化 D．条理化 E．科学化
9、根据《特种设备安全监察条例》的规定，使用单位应当对__的特种设备及时予以报废。
A．无改造、维修价值 B．未按规定检测检验 C．技术性能下降
D．存在严重事故隐患 E．超过规定的使用年限
10、依据《安全生产法》的规定；生产经营单位采用__或者使用新设备，必须了解、掌握其安全技术特性，采取有效的安全防护措施，并对从业人员进行专门的安全生产教育和培训。A．新材料 B．新原料 C．新工艺 D．新设施 E．新技术
11、注册安全工程师注册后，有下列__情形的，由所在单位向注册管理部门办理注销注册。A．脱离全工作岗位连续满半年 B．不具有完全民事行为能力 C．受行政处罚
D．严重违反职业道德
E．同时在两个以上法人单位执业
12、依照《行政处罚法》的规定，行政管辖分为__。A．移送管辖 B．地域管辖 C．上级管辖 D．指定管辖 E．公安管辖
13、依据《注册安全工程师管理规定》，生产经营单位的下列__安全生产工作，应有注册安全工程师参与并签署意见。
A．制定安全生产规章制度、安全技术操作规程和作业规程 B．安全评价
C．排查事故隐患，制定整改方案和安全措施 D．制定从业人员安全培训计划 E．大型设备购置
14、编制安全检查表主要依据有__。A．有关标准、规程、规范及规定
B．国内外事故案例及本单位在安全管理及生产中的有关经验 C．FTA、LEC、MOND方法在安全工程中的应用
D．通过系统分析，确定的危险部位及防范措施，都是安全检查表的内容 E．新知识、新成果，新方法、新技术、新法规和标准
15、以下不属于安全生产相关法律的有__。A．《劳动法》 B．《铁路法》 C．《矿山安全法》 D．《职业病防治法》 E．《煤炭安全监察条例》
16、重大危险源控制系统由以下______组成。A．重大危险源的辨识 B．重大危险源的评价 C．重大危险源的管理 D．事故应急救援预案 E．重大危险源的报告
17、用人单位对遭受或可能遭受急性职业病危害的劳动者，应及时组织进行__。A．安全隐患检查 B．生产流程检查 C．健康检查 D．医学观察 E．安全监督
18、职业病诊断，应当综合分析的因素有__。A．病人的职业史 B．病人的身体状况
C．临床表现以及辅助检查结果 D．病人的病因
E．职业病危害接触史和现场危害调查与评价
19、事故应急救援的特点是，应急救援行动必须__。A．预见 B．迅速 C．准确 D．有效 E．演练 20、依据《安全生产法》规定，生产经营场所和员工宿舍应当设有符合__的出口。禁止封闭、堵塞生产经营场所或者员工宿舍的出口。A．紧急疏散要求 B．标志明显 C．警告标志 D．保持畅通 E．警示牌
21、依照《刑法》的规定，构成重大劳动安全事故罪所应具备的条件包括__。A．劳动安全设施不符合国家规定
B．经有关部门或者单位职工提出后，对事故隐患仍不采取措施 C．导致重大事故或者造成其他严重后果 D．导致安全事故或者造成其他后果 E．造成财产损失
22、《消防法》规定，易燃易爆气体和液体的充装站、供应站、调压站，应当设置在__。
A．合理的位置
B．相对独立的安全地带 C．城市的边缘
D．符合防火防爆要求 E．易于运输的地方
23、安全生产工作由__等部分构成。A．源头管理 B．过程控制 C．应急救援 D．事故查处 E．监管监察
24、依据《安全生产法》的规定，生产经营单位应当在具有较大危险因素的生产经营场所和有关设施、设备上，设置明显的安全警示标志。安全警示标志通常以__表示。A．色彩 B．数字 C．图形 D．符号 E．文字
25、__的安置属于安全宣传教育措施的范围。A．急救室
冲压机械手 篇6
关键词 冲压工艺；发展现状；冲压模具设计；基本思路
中图分类号 TG386 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)052-0232-02
1 冲压工艺发展的优势及其种类
1.1 冲压工艺的发展优势
冲压工艺是一种成形加工方法，通常依靠外在压力和模具对相关的板料施加外力，使其板料发生分离或塑性变形，从而实现所需形状和尺寸的冲压件的有效获取。与其他的机械、塑性等加工方法比较而言，冲压加工工艺在其技术上和经济上具备了诸多的独特优势，具体表现在以下几个方面。
1）冲压加工工艺的操作便利，易于实现工艺的机械自动化。由于冲压加工工艺的实现是通过冲压模具、冲压设备而完成的，而普通压力机每分钟的行程量可达到几十次，若是高速的压力机每分钟的行程量则可为上百至千次，并且压力机的每次行程都有可能获取一个冲件，从而使其加工工艺的生产效率得到了大大的提高。
2）冲压工艺的质量稳定，具有良好的互换性。这是因为在进行冲压加工时，冲压模具使其冲压件的形状尺寸的精度得到了良好的保证，冲压件的表面质量通常都会受到较好的保护，再加之所使用的冲压模具的使用寿命较长，从而使得同一冲压模具制成的冲压件具有一模一样的特点。
3）小到秒表大到汽车覆盖，冲压加工工艺可加工出形状复杂、尺寸跨度大的零件，再加上板料在冲压加工工艺过程中的冷变形硬化效应，使其所得冲压件的刚强度较高。
4）冲压加工工艺是一种省料、节能的加工方法，在其冲压加工过程中几乎没有碎料的产生，使得材料的利用率较高，并且在此过程中无需外来其他的加热设备，因而所得冲压件的成本也
较低。
由于冲压加工工艺中所用的模具具有一定的专业性，冲压模具是一种制造精度、技术要求都较高的技术密集型产品，而加工成形一个复杂零件时所需要的模具也较多，因此，冲压工艺的优越性只有在冲压件大量生产的情况下也会得到充分的体现，其所获取的经济效益也会随之体现的更为突出。
1.2 冲压工艺的种类
在实际生产中，为了满足冲压件在其形状、精度、尺寸等各方面的相关要求，所采用的冲压加工工艺也各式多样，将其概括起来可将冲压工艺划分为分离工序和成形工序两大类。
其中，分离工序也被称为冲裁，其目的是将冲压件沿着相应的轮廓线从板料上实现有效的分离，与此同时还需满足其分离断面的质量要求（如表1所示）；而成型工序则是在不破坏坯的前提下，使其板料发生塑性变形，从而制成所需规格的冲压件（如表2所示）。
2 冲压工艺的发展现状
近年来，随着对先进制造技术发展的重要性共识的形成，将其特征与现代化高新技术相结合，冲压工艺在其深度和广度上都取得了突飞猛进的进展。本文以汽车车身覆盖件的加工为对象，阐述冲压工艺的发展现状。
1）就产品的冲压工艺性及经济性而言，冲压加工工艺的序数是用以衡量其工艺水平的重要标志，是决定冲压件加工制造成本、投资规模的关键因素。
当前我国汽车冲压件是根据其结构来确定冲压加工工艺的序数的，在其产品的开发设计中，由于过度注重汽车的性能和效果，致使在其相关的冲压工艺性和经济性方面欠缺有效的考虑，从而导致其冲压工序数较大（如表3所示）。
由上表可看出，我国的汽车制造在开发设计时，在注重其性能效果的同时，还需要考虑其冲压工艺性和经济性，应使得所采用的冲压工序数尽量的减少。
2）就冲压工艺的原材料而言，目前我国汽车冲压件所用的原材料以牌号为08A1、10、P1等冷轧钢板为主，其中，绝大部分的钢板为板料，只有较少冲压工艺产家使用卷料，而采用卷料的利用率可提高2%~6%，成本价格低，其相应的运输、存储也较方便。因此，对于大型汽车厂来说，可将其发展由生产批量转换为经济批量的发展。
当前国内大部分企业所采用冲压工艺较为传统，使我国冲压工艺水平得到有效提高，需要从行业人员素质的提高和信息化技术的应用两方面着手，在其信息技术的应用上则应将CAD/CAM/CAE一体化技术的推广作为发展的重点。
3 冲压模具设计的基本思路
作为一种技术密集型产品的冲压模具是冲压工艺中的关键要素，其结构和精度直接影响着冲压件的成形和精度，直接关系到冲压件质量的优劣，因此对于冲压模具的设计需要严格的专业控制要求。本文将冲压模具设计的基本思路简介如下。
1）转换图纸。所谓的转换图纸（或图纸转换工序）就是将任何所给定的零件图或产品测绘出来，进而转换成国内企业中所使用的国家标准零件图纸。
2）绘制零件图。对于所给定的零件图绘制，通常运用三维软件来实现，将所绘制的零件图转换为带有展开图的工程图，并将其存储为CAD制图的dwg格式作为相关的参考图进行调用。
3）设计工艺图。根据工程图中的展开图，将其排样图（或单工序图）绘制出来之后，再根据相关的展开排样图将其各步骤的产品零件图即工艺图进行有效的设计。
4）转换工程图。将CAD排样图导入三维软件中画出排样图的实体之后，再转换成相应的工程图并另存为CAD的dwg格式留作参考图进行调用。
5）绘制模具图。根据相关的参考图/工艺图将各零件工艺图的模具图进行有效的设计。
6）设计模具的零件图。根据相关的模具图对每个模具零件的模具零件图进行相应的设计。
4 小结
就冲压工艺的发展现状而言，虽然随着现代化技术的发展取得了较大的进步，但在实际的工艺加工中还是存在不少的问题，因此，在未来的发展中可从其存在的工艺性、经济性等具体问题中着手发展；对于作为冲压工艺关键设备的冲压模具，其相关的设计在遵循相关原则的同时，还需要注重实际的设计经验，其设计的基本思路需要具有一定的灵活性。
参考文献
[1]李忠明.冲压工艺行业发展现状评述[J].内蒙古石油化工,2006,5.
冲压机械手 篇7
冷冲压就是将各种不同规格的板料或坯料,利用模具和冲压设备(压力机,又名冲床)对其施加压力,使之产生变形或分离,获得一定形状、尺寸和性能的零件。一般生产都是采用立式冲床,因而决定了冲压过程的主运动是上下运动,另外,还有模具与板料和模具中各结构件之间的各种相互运动。
机械运动可分为滑动、转动和滚动等三种基本运动形式,在冲压过程中都存在,但是各种运动形式的特点不同,对冲压的影响也各不相同。
既然冲压过程存在如此多样的运动,在冲压模具设计中就应该对各种运动进行严格控制,以达到模具设计的要求;同时,在设计中还应当根据具体情况,灵活运用各种机械运动,以达到产品的要求。
冲压过程的主运动是上下运动,但是在模具中设计斜楔结构、转销结构、滚轴结构和旋切结构等,可以相应把主运动转化为水平运动、模具中的转动和模具中的滚动。在模具设计中这些特殊结构是比较复杂和困难,成本也较高,但是为了达到产品的形状、尺寸要求,却不失为一种有效的解决方法。
2. 机械运动控制在冲压模具设计中的运用
(1)机械运动控制在冲裁模具设计中的运用
冲裁工艺的基本运动是卸料板先与板料接触并压牢,凸模下降至与板料接触并继续下降进入凹模,凸、凹模及板料产生相对运动导致板料分离,然后凸、凹模分开,卸料板把工件或废料从凸模上推落,完成冲裁运动。卸料板的运动是非常关键的,为了保证冲裁的质量,必须控制卸料板的运动,一定要让它先于凸模与板料接触,并且压料力要足够,否则冲裁件切断面质量差,尺寸精度低,平面度不良,甚至模具寿命减少。
按通常的方法设计落料冲孔模具,往往冲压后工件与废料边难以分开。在不影响工件质量的前提下,可以采用在凸凹模卸料板上增加一些凸出的限位块,以使落料冲孔运动完成后,凹模卸料板先把工件从凹模中推出,然后凸凹模卸料板再把废料也从凸凹模上推落,这样一来,工件与废料也就自然分开了。
对于一些有局部凸起的较大的冲压件,可以在落料冲孔模的凹模卸料板上增加压型凸模,同时施加足够的弹簧力,以保证卸料板上压型凸模与板料接触时先使材料变形达到压型目的,再继续落料冲孔运动,往往可以减少一个工步的模具,降低成本。
有些冲孔模具的冲孔数量很多,需要很大冲压力,对冲压生产不利,甚至无足够吨位的冲床,有一个简单的方法,是采用不同长度的2～4批冲头,在冲压时让冲孔运动分时进行,可以有效地减小冲裁力。
对那些在弯曲面上有位置精度要求高的孔(例如对侧弯曲上两孔的同心度等)的冲压件,如果先冲孔再弯曲是很难达到孔位要求的,必须设计斜楔结构,在弯曲后再冲孔,利用水平方向的冲孔运动可以达到目的。对那些翻边、拉深高度要求较严需要做修边工序的,也可以采用类似的结构设计。
(2)机械运动控制在弯曲模具设计中的运用
弯曲工艺的基本运动是卸料板先与板料接触并压死,凸模下降至与板料接触,并继续下降进入凹模,凸、凹模及板料产生相对运动,导致板料变形折弯,然后凸、凹模分开,弯曲凹模上的顶杆(或滑块)把弯曲边推出,完成弯曲运动。卸料板及顶杆的运动是非常关键的,为了保证弯曲的质量或生产效率,必须首先控制卸料板的运动,让它先于凸模与板料接触,并且压料力一定要足够,否则弯曲件尺寸精度差,平面度不良;其次,应确保顶杆力足够,以使它顺利地把弯曲件推出,否则弯曲件变形,生产效率低。对于精度要求较高的弯曲件,应特别注意一点,最好在弯曲运动中,要有一个运动死点,即所有相关结构件能够碰死。
有些工件弯曲形状较奇特,或弯曲后不能按正常方式从凹模上脱落,这时,往往需要用到斜楔结构或转销结构,例如,采用斜楔结构,可以完成小于90度或回钩式弯曲,采用转销结构可以实现圆筒件一次成型。
值得一提的是,对于有些外壳件,如其弯曲边较长,弯头与板料间的滑动,在弯曲时,很容易擦出毛屑,材料镀锌层脱落,频繁抛光弯曲冲头效果也不理想。通常的做法是把弯曲冲头镀钛,提高其光洁度和耐磨性;或者在弯曲冲头R角处嵌入滚轴,把弯头与板料的弯曲滑动转化为滚动,由于滚动比滑动的摩擦力小得多,所以不容易擦伤工件。
(3)机械运动控制在拉深模具设计中的运用
拉深工艺的基本运动是,卸料板先与板料接触并压牢,凸模下降至与板料接触,并继续下降,进入凹模,凸、凹模及板料产生相对运动,导致板料体积成形,然后凸、凹模分开,凹模滑块把工件推出,完成拉深运动。
卸料板和滑块的运动非常关键,为了保证拉深件的质量,必须控制卸料板的运动,让它先于凸模与板料接触,并且压料力要足够,否则拉深件容易起皱,甚至裂开;其次应确保凹模滑块压力足够,以保证拉深件底面的平面度。
拉深复合模设计合理,可以很好地控制结构件的运动过程,达到多工序组合的目的。例如典型的落料拉深切边冲孔复合模具的设计。
另外,有些需要有卷边(或滚边)工序,模具设计中也用到了滚轴结构,所以在卷边过程中滚动的摩擦力非常小,不容易擦伤工件表面。
对那些需要旋转的拉深结构件,切边的高度、跳动度等要求相当高,需要在模具中设计特别的旋切结构,利用旋转(切)运动修边,不仅能保证切边的尺寸精度高,甚至切边的毛刺及冲切纹路亦相当美观。值得一提的是,此旋切结构在实际设计改良后,已经非常易于模具加工制作,并且已运用于连续拉深模具当中。
(4)机械运动控制在连续模具设计中的运用
连续模具中常常同时包括了冲裁、弯曲和拉深等冲压工艺,因而其冲压过程中的机械运动也包括了这三种工艺的基本运动模式,对连续模具中运动的控制,应分成各基本工艺分别进行控制。
通常连续模具要求不断加快冲压速度,提高生产效率,有些形状较复杂、较特别的冲压件,其冲压运动较费时,在连续模具设计中可以分解成效率较高的冲压运动。
需要特别指出的是,连续模具因为在实际生产中还牵涉到送料机、吹风装置等,在设计中应充分考虑到这些因素,让冲床、模具、送料机和吹风装置的运动在时间上配合好,连续模具才能真正顺利生产。
3. 结束语
尽管各种工艺的基本运动原理是不同的,但是也有共同点,就是卸料板(或滑块)的运动是重要的控制因素。实际上,在模具设计当中,产品的冲压工艺不可能都象各种工艺的基本运动那样简单,应当要根据具体情况对产品工艺作好运动分析,而各种机械运动对冲压工艺实现与冲压件品质的影响也各不相同,因而在冲压模具设计中对机械运动的控制和灵活运用对提高设计水平和保证冲压件品质具有重要意义。
摘要：在冲压过程中，机械运动贯穿始终。设计的模具能否严格完成实现冲压工艺所需的运动，直接影响到冲压件的品质，所以在模具设计中应对机械运动进行控制。同时为了达到产品形状尺寸的要求，不能够拘泥或局限于各种工艺基本运动模式中，而应不断发展和创新，在模具设计中对机械运动灵活运用。
冲压机械手 篇8
在整个冲压过程中, 冷冲压就是将多种规格不同的板料或坯料, 通过模具以及冲压设备的施加的压力, 使其在原有的基础上形成事先预定的形状、尺寸及性能的零件。在其具体使用中, 常见于立式冲床, 由此决定了冲压过程是一种上下运动;与此同时, 在该运动实施的过程中, 模具与板料以及模具中各个结构件之间也会发生各种各样的相互运动。
机械运动在运行的过程中, 按照其运动形式主要分为滑动、转动以及滚动三类。在整个冲压模具设计中, 需要设计人员结合着各种运动的实际状况, 对其进行严格控制, 以此来保证模具设计质量;与此同时, 设计人员在模具设计的过程中, 还应结合着模具运动的实际状况, 灵活运用这些机械运动, 以达到产品的加工要求。
2 冲裁模具中机械运动的控制和运用
冲裁工艺的基本运动是卸料板先与板料接触并压牢, 凸模下降至与板料接触并继续下降进入凹模, 凸、凹模及板料产生相对运动导致板料分离, 然后凸、凹模分开, 卸料板把工件或废料从凸模上推落, 完成冲裁运动。在该运动过程中, 其运动控制的核心在于卸料版, 换而言之, 要想从根本上保证冲裁质量, 就必须在原有的基础上加强卸料版的运动控制, 使其在压力充足的前提下, 先于凸模与板料接触, 以此来保证冲裁工件切断面的质量, 在精确冲裁尺度的同时, 还能延长模具的使用寿命。在落料冲孔模具设计中, 按照常规的设计方法, 模具在冲压运动后, 加工的零件与废料是很难分开的, 为避免这一现象的发生, 需要加工人员在操作的过程中, 在条件允许的前提下, 在凹凸模的卸料版上增加一写凸出的限位块, 以便在整个落料冲孔运动结束后, 通过凹模将工件推出来, 将加工好的工件与肥料分开。这种方式在使用的过程中, 能够节省加工时间, 提高加工效率, 由此受到人们的青睐。在其实际运用的过程中, 针对一些局部凸起较大的冲压件, 操作人员可以在落料孔的凹模卸料版上增加相应的凸板, 以此来达到压型的目的, 确保落料冲孔运动的顺利进行。此外, 针对一些冲孔数量较多的模具, 在较大冲压力的影响下, 整个冲压生产都会受到影响, 在解决这一问题的过程中, 可以讲冲孔运动按照加工需要分时进行, 以此来减小冲裁力。
3 弯曲模具中机械运动的控制与运用
与其他机械运动不同的是, 弯曲工艺的基本运动在实施的过程中, 基于自身弯曲的特殊性, 其基本运动模式是卸料版先与板料接触, 并将其压实后, 由凸模按照程序设置, 与板料进行接触, 并按照需要下降到凹模, 通过凹凸模与板料之间产生的相对运动来改变板料的原始形状, 在其运动结束后, 由弯曲凹模上的顶杆将弯曲边推出, 结束弯曲运动。在整个弯曲模具运动中, 其核心部位在于卸料板及顶杆, 操作人员在操作的过程中, 要想从根本上保证弯曲的质量或生产效率, 其核心在于保证卸料板的正常运动, 其次在于顶杆的力度, 使其在运行的过程中能够顺利的将弯曲件推出, 避免弯曲工件的变形。需要注意的是, 对于一些精加工的弯曲间, 需要操作人员结合着工件的实际状况, 在整个弯曲冲头镀钛, 以此来提高工件的光洁度及耐磨性;或者在不影响加工器件质量的前提下, 在弯曲冲头角嵌入滚轴, 通过减小运动摩擦力的方式来避免工件的运动擦伤。
4 拉深模具中机械运动的控制与运用
在拉深模具的机械运动控制中, 拉深工艺的基本运动是卸料板先于板料接触并压牢, 凸模下降至与板料接触, 并继续下降, 进入凹模, 凸、凹模及板料产生相对运动, 导致板料体积成形, 然后凸, 凹模分开, 凹模滑块把工件推出, 完成拉深运动。在该运动中, 要想从根本上保证工件的拉深质量, 其核心在于卸料板与滑块的运动控制, 只有这样, 才能从根本上保证拉深工件的加工质量, 才能避免工件出现起皱的现象;与此同时, 在保证拉深模具机械运动的过程中, 凹模滑块的压力应足够大, 以此来保证加工器件地面的平面度。在整个拉深复合模具的设计中, 若能科学、合理的对其设计, 则能较好的控制整个构件的运动过程, 为工件的加工质量提供可靠保障。此外, 在一些生活用品及装饰品的拉深加工中, 需要设计相应的卷边工序, 这就要求加工人员能够按照工件的实际需要, 将滚轴结构运用到模具设计中, 以此来减小工件滚边过程中的摩擦力, 保证工件表面处于平滑的状态。与此同时, 在整个拉深模具机械运动控制的过程中, 针对一些特殊的加工器具, 如马达旋转, 这些器件在加工的过程中, 基于自身的使用性能, 需要高度的切边及跳动度, 同时还需要在设计中使用特殊的旋切结构, 以此来保证工件切边尺寸的精度及外观的审美效果。
5 连续模具机械运动的控制与运用
在整个连续模具机械运动的控制中, 基于连续模具的特殊性, 在使用的过程中主要包括了冲裁、弯曲以及拉深等冲压工艺, 由此不难看出, 在该运动过程中, 同时包括了这三种工艺的基本运动模式及运动控制。在一般情况下, 连续模具机械运动的控制与运用, 要求操作人员在原有的基础上加快冲压速度, 以此来提高生产效率, 且针对一些形状复杂的加工器件, 可以按照实际需要将其分解冲压。
6 总结
综上所述, 在整个冲压模具设计过程中, 其机械运动的控制与运用, 需要结合着加工器件的各个方面, 选择与之相符的运动方式。在保证加工质量的同时, 还能提高加工效率, 为其今后的使用奠定基础
参考文献
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冲压机械手 篇9
为了提高生产线的生产效率和生产规模,普通的机械手冲压线以及机器人冲压线的生产节拍已不再能满足轿车行业飞速发展的需要。为此在保证质量的前提下,考虑到提高机械化生产线的节拍,公司引进了2条德国Müller Weingarten的高速自动化(Speeder BAR)生产线。在本系统的拆垛工位配备KUKA机器人进行生产不停歇拆垛,板料对中一改往日的机械挡快定位,而采用目前较为先进的光学摄像系统进行板料对中定位,可以杜绝板料在与机械挡块撞击的过程中造成变形。为适应高速机械化的节拍,在拆垛站设置了2个机器人和一套高速机械臂装置,以便于板料更快速的进行传输(如图1)。
2 自动化形式的比较及优势选择
在规划冲压生产线时,进行方案比较至关重要。经过综合比较,选择了高速机械化系统(Speeder BAR),该系统具有以下的优势和劣势。
优势:较高的产量(约大于1 0%);减少端拾器费用(节省约60%);减少面积需求(约减少25%);较大的灵活性,运动曲线自由编程;较少的制件传输过程降低了制件损坏的危险;横梁结构导致制件传输振动最小;与紧凑型多工位压机兼容;土建费用节省10%;机械臂费用节省60%。
劣势:模具费用高;横杆的旋转角度及位移量相对于传统的机械手式自动化较小;与传统的机械手式自动化的端拾器(Tooling)不通用。
经过严格的经济性比较,决定选用高速机械化方案,比较方案如表1(供参考)。
由此可见,Speed BAR自动化传输装置速度快,压机线之间无中间传输工位,因而减小了压机间距,节省了端拾器的数量。
每条冲压线由1台拉延机械压机、5台后续机械压机和7个高速机械臂(Speed BAR)构成,如图2。
3 Speed BAR的先进技术特点
高速机械化单元的工作原理如图3。在自动化生产线,内板料和零件的传输通过一个横杆传输系统来实现。横杆上带有左右布置的Speedbar-模块构成一个传输单元。每个横杆上带有4组吸盘式端拾器。运动形式可以直接从一台压机上取件后直接送到下一台压机中,无需中间的传输工位。
用Speedbar-自动化装置进行板料和零件的传输相应于一个2-轴的传输系统,它具有以下两种主要运行模式:进给(向前行驶–返回行驶);举升行程(举升–下降)。
除了上述两种主要运动模式接。模块通过一个臂梁固定在立柱上。举升行程运动起到将零件从模具中抬起并将零件放入下一个模具中的作用,以及将带着端拾器的吸盘横杆举升以便绕过零件及模具的外形轮廓。带板料及零件进行传输运动要求一个很大的举升行程,因为零件要被从模具中抬起和放入模具中。在回程运动中,使用较小的举升行程,因为在向外运行时,模具已经准备重新闭合,向里运行时正好才打开,其通过性非常小。
当在一个机械手上零件的取件位置和(或)放件位置有偏差时,举升行程驱动也是Speedbar的一个附加运动,相应于不同的零件位置高度。为了简化通过性检查,只在板料及零件模具以外传输期间进行升程补偿,即结束举升后和开始下降前。不带零件的举升行程很小的严格的返回运动,在从模具中出来和进入模具期间不进行升程补偿。在吸盘横杆的等待位置运动要求不严格,因此在那里进行补偿运动。倾斜运动是Speedbar的一个可能的附加运动。吸盘横杆可不带/带零件倾斜,这相应于沿物流方向看横杆的一个倾斜位置。为了使零件位置适合于模具要求,有时要求零件进行不同程度的倾斜。吸盘横杆的倾斜运动由左和右Speedbar-模块的不同举升行程运动产生。摆动运动相应于吸盘横杆的一个附加运动,它在整个进给运动和返回运动期间都可以进行,在模具中也可以进行。通过摆动运动使吸盘横杆及零件适合于模具中的零件位置。此外不带/带零件的摆动,以便绕过模具中的干扰轮廓,以及避免端拾器及零件与下模或上模干涉。摆动运动完全是自由可编程的,因此对可通过性非常有利。
所有运动都通过伺服驱动来运行,完全可以编程控制。为了使机械臂在模具冲压过程中能够快速柔性通过,需要在模具设计时就进行干涉曲线的检查,如图5。
4 摄像系统及机器人在拆垛站上的应用
拆垛系统的构成:1个双料片小车,2个左右布置的拆垛小车,2个磁性皮带组分别布置在清洗机和涂油机的前后,2个机器人分别用于板料拆垛和料位修正输送,2套摄像定位系统分别布置在第2条磁性皮带上,在1号拉延压机前方布置1个片料储料台和一个上料机械臂。
自动化生产线的先锋为板料拆垛单元,而拆垛站的节拍必须大于生产线的节拍,所以本项目引入了机器人不停歇拆垛和摄像定位系统。本次拆垛系统中与传统拆垛站的区别如下。
在拆垛小车上进行拆垛时,使用了单排磁力分层器和吹气装置,既避免了料垛在夹持过程中所产生的变形,又防止了双片料产生的可能,还能分层铝料片。
在拆垛小车旁应用了可以左右移动的机器人进行左右不间断取料。既节约了成本,又不影响整线节拍。
在节拍皮带机的上方设置了2套摄像定位系统,并且配有一个机器人,它可以根据程序进行板料输送过程中的自动修正,并且将修正后的板料放在储料台中。然后,由上料机械臂取走,放入第一台拉延压机中,进行冲压。
板料输送方向一改平常的宽度送进,而采用板料长度方向送进,这样清洗机和涂油机的宽度就会缩小很多,既节约大量的成本,避免了传输过程中由于宽料运行时产生的夹料,又提高了清洗和涂油的质量。拆垛站由两个沿物流方向布置在节拍皮带机左右旁边的拆垛小车及一个机器人组成。机器人在一个平台上通过一个线性单元在两个拆垛位之间移动。传输过程中板料的丢失和错移可能导致端拾器、节拍皮带或设备的损坏。吸盘的选择和布置要保证它与整个平面接触,下面不能有开口且一圈要密封。在横杆上还安装了3个可根据零件选择的双料传感器。最多可以预选两个任意的传感器用于测量,如果感应到双料,机器人会直接送入到双料小车上,然后进行不停歇生产。吸盘和双料传感器设计成弹簧结构,以此补偿在从料垛拾取板料-分层和再次顶起时小的偏差并避免损坏。尤其在进行双料垛拆垛,当两个料垛高度有差别时,以及对激光焊板料尽管有平衡措施但料垛仍有倾斜时,该弹簧结构可以实现一个补偿。注意:为了使吸盘不出现损坏,两个料垛之间存在的高度偏差不允许超过所给定的公差范围。具有光学摄像定位系统的机器人拆垛站如图6。
摄像定位系统更是在同行业中处于领先地位。影像系统由2个摄像机组成,它借助参考点识别节拍皮带机停止后板料的实际位置。从与存储位置(相应于板料要求的位置)比较结果中产生修正值,修正值被继续传输到机器人。对于单板料的位置识别,两个摄像机一起工作,两张板料时,一个摄像机分配一张板料。
板料在对中台之内的传输都通过吸盘真空度的监控来监测。如果真空度低于一个确定值,设备马上停止。在横杆上也安装了3个可根据零件选择的双料传感器。吸盘和双料传感器同样设计成弹簧结构,这样补偿在板料拾取过程中小的偏差,避免损坏。
对中台机器人在两个参考位置之间传输板料,这两个参考位置是节拍皮带机2和储料台的中心。
当在拆垛站中输入一个垂直于物流方向的修正时,板料的拾取在修正的位置上进行。放料在储料台上时,修正被重新取消。
料垛偏差和拆垛以及不同设备部分之间的传递和所涂拉延油导致板料在节拍皮带机2上位置的改变。机器人在拾取板料时修正这些改变,对于两片料之间的偏差首先拾取一张板料,经过一个修正后拾取另一张板料,准确无误地送到储料台上。但是进行双片料拾取时,节拍会略低于单片料拾取。
5 几点体会
(1)在进行模具设计时,一定要考虑在那条线上生产,以及该生产线的机械化形式。在方法图设计的同时,模具结构图纸设计之前,就需要进行机械化通过性分析图设计,以便于选择理想的曲线,常规机械手自动化形式取件的空间要大于高速机械化生产线,在高速机械化生产线中应选择最有利于提高节拍的曲线。为方便编程,规定了3种标准曲线,行程分别为280、380、430 mm。为了更好地进行节拍优化,尽量选用280 mm的标准曲线进行模具的干涉检查。
(2)如果所冲压的零件不足6工序,则需要考虑空工位装置,以便于机械传输装置的全行程应用。
(3)在规划过程中进行压机数量选择,尽量考虑每个零件的工序数。为了节约成本,在确定模具工艺时,应尽量考虑减少工序数。这样,每条生产线上就可以相应减少压机的数量,不仅可以大大的降低成本,又可以节约能源、人工数量,还可以提高生产效率。
(4)在规划自动化生产线时,尽可能考虑与现有生产线的通用性,这样生产线会互为备用。即使一条生产线故障停台很长时间,也不会影响生产。
高速自动化生产线及光学摄像系统的引进缓解了公司冲压车间能力不足的问题,提高外表面件的零件质量;减少了2/3的生产线工作人员;提高了日产量,满足多品种、大批量生产及市场的需求。
冲压机械手 篇10
冷冲压就是将各种不同规格的板料或坯料, 利用模具和冲压设备 (压力机, 又名冲床) 对其施加压力, 使之产生变形或分离, 获得一定形状、尺寸和性能的零件。一般生产都是采用立式冲床, 因而决定了冲压过程的主运动是上下运动, 另外, 还有模具与板料和模具中各结构件之间的各种相互运动。
机械运动可分为滑动、转动和滚动等三种基本运动形式, 在冲压过程中都存在, 但是各种运动形式的特点不同, 对冲压的影响也各不相同。
既然冲压过程存在如此多样的运动, 在冲压模具设计中就应该对各种运动进行严格控制, 以达到模具设计的要求;同时, 在设计中还应当根据具体情况, 灵活运用各种机械运动, 以达到产品的要求。
冲压过程的主运动是上下运动, 但是在模具中设计斜楔结构、转销结构、滚轴结构和旋切结构等, 可以相应把主运动转化为水平运动、模具中的转动和模具中的滚动。在模具设计中这些特殊结构是比较复杂和困难, 成本也较高, 但是为了达到产品的形状、尺寸要求, 却不失为一种有效的解决方法。
2 冲裁模具中机械运动的控制和运用
冲裁工艺的基本运动是卸料板先与板料接触并压牢, 凸模下降至与板料接触并继续下降进入凹模, 凸、凹模及板料产生相对运动导致板料分离, 然后凸、凹模分开, 卸料板把工件或废料从凸模上推落, 完成冲裁运动。卸料板的运动是非常关键的, 为了保证冲裁的质量, 必须控制卸料板的运动, 一定要让它先于凸模与板料接触, 并且压料力要足够, 否则冲裁件切断面质量差, 尺寸精度低, 平面度不良, 甚至模具寿命减少。
按通常的方法设计落料冲孔模具, 往往冲压后工件与废料边难以分开。在不影响工件质量的前提下, 可以采用在凸凹模卸料板上增加一些凸出的限位块, 以使落料冲孔运动完成后, 凹模卸料板先把工件从凹模中推出, 然后凸凹模卸料板再把废料也从凸凹模上推落, 这样一来, 工件与废料也就自然分开了。
对于一些有局部凸起的较大的冲压件, 可以在落料冲孔模的凹模卸料板上增加压型凸模, 同时施加足够的弹簧力, 以保证卸料板上压型凸模与板料接触时先使材料变形达到压型目的, 再继续落料冲孔运动, 往往可以减少一个工步的模具, 降低成本。
有些冲孔模具的冲孔数量很多, 需要很大冲压力, 对冲压生产不利, 甚至无足够吨位的冲床, 有一个简单的方法, 是采用不同长度的2~4批冲头, 在冲压时让冲孔运动分时进行, 可以有效地减小冲裁力。
3 弯曲模具中机械运动的控制和运用
弯曲工艺的基本运动是卸料板先与板料接触并压死, 凸模下降至与板料接触, 并继续下降进入凹模, 凸、凹模及板料产生相对运动, 导致板料变形折弯, 然后凸、凹模分开, 弯曲凹模上的顶杆 (或滑块) 把弯曲边推出, 完成弯曲运动。卸料板及顶杆的运动是非常关键的, 为了保证弯曲的质量或生产效率, 必须首先控制卸料板的运动, 让它先于凸模与板料接触, 并且压料力一定要足够, 否则弯曲件尺寸精度差, 平面度不良;其次, 应确保顶杆力足够, 以使它顺利地把弯曲件推出, 否则弯曲件变形, 生产效率低。对于精度要求较高的弯曲件, 应特别注意一点, 最好在弯曲运动中, 要有一个运动死点, 即所有相关结构件能够碰死。
有些工件弯曲形状较奇特, 或弯曲后不能按正常方式从凹模上脱落, 这时, 往往需要用到斜楔结构或转销结构, 例如, 采用斜楔结构, 可以完成小于90度或回钩式弯曲, 采用转销结构可以实现圆筒件一次成型。
值得一提的是, 对于有些外壳件, 如电脑软驱外壳, 因其弯曲边较长, 弯头与板料间的滑动, 在弯曲时, 很容易擦出毛屑, 材料镀锌层脱落, 频繁抛光弯曲冲头效果也不理想。通常的做法是把弯曲冲头镀钛, 提高其光洁度和耐磨性;或者在弯曲冲头R角处嵌入滚轴, 把弯头与板料的弯曲滑动转化为滚动, 由于滚动比滑动的摩擦力小得多, 所以不容易擦伤工件。
4 拉深模具中机械运动的控制和运用
拉深工艺的基本运动是, 卸料板先与板料接触并压牢, 凸模下降至与板料接触, 并继续下降, 进入凹模, 凸、凹模及板料产生相对运动, 导致板料体积成形, 然后凸、凹模分开, 凹模滑块把工件推出, 完成拉深运动。卸料板和滑块的运动非常关键, 为了保证拉深件的质量, 必须控制卸料板的运动, 让它先于凸模与板料接触, 并且压料力要足够, 否则拉深件容易起皱, 甚至裂开;其次应确保凹模滑块压力足够, 以保证拉深件底面的平面度。拉深复合模设计合理, 可以很好地控制结构件的运动过程, 达到多工序组合的目的。例如典型的落料拉深切边冲孔复合模具的设计。
另外, 有些装饰品和曰用品的拉深件需要有卷边 (或滚边) 工序, 模具设计中也用到了滚轴结构, 所以在卷边过程中滚动的摩擦力非常小, 不容易擦伤工件表面。对那些需要在马达中旋转的拉深结构件, 切边的高度、跳动度等要求相当高, 需要在模具中设计特别的旋切结构, 利用旋转 (切) 运动修边, 不仅能保证切边的尺寸精度高, 甚至切边的毛刺及冲切纹路亦相当美观。值得一提的是, 此旋切结构在实际设计改良后, 已经非常易于模具加工制作, 并且已运用于连续拉深模具当中。
5 结束语
各种冲压工艺的实现都有其基本运动机理, 这种运动是与模具密切相关的, 各种模具的结构设计和力学设计最终都是为了满足其能够实现特定运动的要求。设计的模具能否严格完成实现冲压工艺所需的运动, 直接影响到冲压件的品质, 所以在模具设计中应对机械运动进行控制。同时为了达到产品形状尺寸的要求, 不能够拘泥或局限于各种工艺基本运动模式中, 而应不断发展和创新, 在模具设计中对机械运动灵活运用。
摘要：本论文是以冲压工艺学基本理论为依据, 通过对各种冲压工艺基本运动的分析, 提出了对冲压模具设计的要求。首先阐述冲压过程中, 机械运动的基本概念, 然后逐项分析了冲裁、弯曲、拉深工艺的基本运动机理, 指出模具设计中应着重控制到的内容, 并介绍了在模具设计中对机械运动灵活运用的方法和一些实例。最后总结了根据具体情况进行产品工艺运动分析的方法, 并强调在模具设计中, 对机械运动的控制和灵活运用对提高设计水平和保证冲压件品质的重要意义。