在英国West Midland地区新开业的一家冲压工厂里,压力机上安装了两套配有视频传感系统的KUKA机械手,用于铝材和钢板的冲压处理。
坐落在英国West Midland地区的一家新型冲压工厂,其一期工程已经完成。该厂的主要任务是为汽车工业大批量生产铝材和钢板车体的冲压件。其冲压件生产线采用视频式机械手系统,将毛坯件传送到模具中进行冲压加工。
这一现代化的新型冲压工厂共花费了五月花车辆系统公司(MVS)2400万英镑的投资。它在英国,甚至在欧洲目前的同类型工厂中可能是规模最大、设备最先进的,比五月花公司在英国考文垂市现有的Holbrook工厂还要大两倍。
新冲压工厂位于FortParkway,紧靠通向伯明翰市的M6号高速公路。更重要的是,这个冲压厂所在地还紧挨着CastleBromwich捷豹汽车公司的6号大门。
最初,该冲压厂只为其第一家客户——Land Rover公司提供十几种冲压件,但可以确信,今后将会有更多其它的英国汽车制造厂成为他们的主要客户,其中包括捷豹汽车公司,因为MVS公司已经被指定为即将上市的捷豹X150型赛车的铝材冲压件供应商。
冲压厂的另一家客户将可能是BMW公司在牛津的微型汽车制造厂。其第四家客户可能会是MGRover公司,因为MVS公司已经为Land Rover公司、捷豹汽车公司和Aston Martin公司(也属于PAG集团)以及MGRover公司提供过冲压件。
快速跟踪为了满足Land Rover公司的时间要求,MVS公司及其设备供货商(其中最著名的是德国的SMG Schuler公司),被授予其压力机设备的主要承包商,开发一个快速跟踪的建设项目,保证设计和工地建设同步进行。
2003年7月,当第一台新压力机完工开始交货的时候,工厂的8000m2建筑已大部分完工。2003年7月7日,第一台压力机到货,接着其他的一些设备也陆续交付使用,直至9月2日最后一台压力机到货。正如MVS公司的一位董事所说:“他们的交货时间是如此精确,您几乎可以非常确切地说出每一货物的具体交货时间。”
该生产线有1台2500t单动导向立式压力机,带有5m×2.5m的滑动面积/夹紧面积。压力机的床面为液压式衬垫,模具采用液压方式夹紧。紧接着是4台Schuler液压式压力机,每台的冲压能力为2000t。这些压力机的滑动面积/夹紧面积均为5m×2.5m,模具也采用液压方式夹紧。但这些压力机的床面配置气压衬垫。
生产线前面的设备是连续高架式卸垛设备、装饰板毛坯自动清洗设备、喷淋润滑器、光学定心系统和一套6轴KUKA机械手装置。
生产线的配套连接采用4个高架式给料系统,在第二台和第五台压力机之间安装有传送穿梭机构。第二套KUKA机械手装置带有7轴运动功能,其中包括线性轴,可将冲压件从最后的压力机上搬移到两条生产线终端传送带之一的传送机上。
自动化
该生产线从一开始就被赋予了很高的自动化水平,灵活性高,参与工作的人员少。操作运行该生产线只需一个20人的团队。
例如,在目前这一装置中所采用的视频光学定心系统还仍然是比较常用的机械式定心系统。这是五月花公司的高级工程师特别选用的,他们正在寻求一种经久耐用的灵活生产系统,因为压力机生产线必须满足来自不同供货厂商各种毛坯件的加工需求。目前认为,采用视频系统可以提供最高的灵活性解决方案。
视频系统安装于高处的某一个点上,显示压力机生产线的开端和传送带的终端工作情况,显示其如何将毛坯件从卸垛机上装载到传送带上。这一位置也紧靠着机械手装置。
视频系统的输出用于KUKAKR100/P2型机械手的导向控制,机械手上配有Bilsing自动化夹钳,可夹取毛坯,然后将其放置到压力机入口处的模具上。机械手的负荷能力为100kg,尽管4.5m×2.2m的最大毛坯件重量还不到70kg。
由卸垛机码放到传送带上的毛坯定位公差为100mm,视频系统可接受在这一定位公差范围内的毛坯,同时,机械手可以将毛坯件定位放置到模具上,其定位公差为3mm。
在压力机冲压过程中,先由一台压力机的送料机构将毛坯从模具上取走,将其放置到中央工作台上,然后由第二台压力机的送料机构将冲压件取走,并将其送入到下一个模具上进行冲压加工。尽管在这里涉及到两套送料机构,但据说其完成整个工作循环所花费的时间要比6轴机械手所花费的时间还少。
机械手需要利用全部6个轴才能完成整个工作程序,将一个冲压件从一个模具上转换到另一台压力机的模具上。这对带有辅助悬臂的机械手来说,要夹取4.5m×2.2m这样大的板材,其负荷能力会存在一些问题。从目前的情况来看,还没有这种负荷能力的机械手能以压力机的生产速度那样,要求搬运4.5m×2.2m这样大的板材,这一点是可以理解的。
但可以确信,在德国Augsburg的KUKA公司正在开发一种在压力机之间使用的专用机械手,它可以搬运4.5m×2.2m的板材。五月花公司从它自身以及客户的角度考虑,目前还不准备冒风险去购置对压力机生产线起着关键作用的新机械手装置。
节约空间是在压力机之间采用进料机构的重要原因。因为在压力机之间采用进料机构所占用的空间要比采用机械手小。进料机构对压力机的中心距要求只有8m,而机械手对压力机的中心距要求为8.5m,这样势必会使整条生产线至少延长2m,而且还会增加机械手各轴及悬臂的负荷,导致机械手发生问题。
7轴机械手
从操作的灵活性和工作速度考虑,在压力机生产线终端选用7轴的KUKA KR100/P2型机械手。采用这种机械手配置,将可以避免生产线终端出现任何瓶颈问题。
例如,当生产线冲压左右手仪表板时,机械手可以让操作人员将左手仪表板卸载到一条传送带上,将右手仪表板卸载到另一条传送带上,以便于托盘化运输。
新冲压厂可以生产铝材和钢板冲压件。由于压力机生产线的自动化程度很高,因此当冲压件在5台压力机系统的流动冲压过程中,不需人工干预。之所以能达到这种水平是因为配套使用了卸垛机、2套6轴机械手以及5台压力机之间的自动化装置。
虽然MVS公司在考文垂市的冲压件生产厂可以加工冲压车体两侧的全部零件,但新工厂还可以进一步提高生产能力和生产量。这样,新的生产线更有利于为英国PAG集团生产的大型车辆提供整个车体两侧的冲压件。
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