傳統(tǒng)電梯轎壁（不銹鋼材質(zhì)）的加工工序是：剪板機下料→數(shù)控沖床沖孔→折彎機折彎→粘貼上下封頭和加強筋→焊接加固。存在的主要問題點有如下三個方面：一是人力成本投入大，一條生產(chǎn)線至少需要8名工作人員；二是對人員依賴性較強，質(zhì)量不穩(wěn)定；三是效率不高。
為解決上述問題，一些資金較雄厚的廠家開始投入類似薩瓦尼尼的柔性生產(chǎn)線，投資動輒上千萬元，成本回收周期長，并且原本投入的剪沖折設(shè)備不可用。本文通過應用實例提供一套將傳統(tǒng)沖折設(shè)備改良為柔性生產(chǎn)線的方案。
該生產(chǎn)線由1套自動料庫，4臺工業(yè)機器人，1臺數(shù)控沖床，1臺數(shù)控折彎機，1套自動清洗涂膠和壓緊裝置，1臺自動鉚接機，1套輥筒式動力輸送線及1套西門子總線控制系統(tǒng)構(gòu)成。工藝流程為：自動料庫→自動上料沖孔→自動折彎→自動清潔涂膠→自動上加強筋，裝上、下封頭→自動粘壓→自動鉚接。生產(chǎn)線平面布置圖如圖1所示。
圖1 轎壁自動線平面布置圖
原材料經(jīng)人工檢驗合格后，拆除包裝，通過叉車轉(zhuǎn)運到左右料庫進料口移載小車上，取條形碼掃描儀對條形碼進行掃描后將條形碼放置于移載小車條形碼放置盒中，總控系統(tǒng)接收到已完成條形碼掃描信息后將指令發(fā)送到移載小車，移載小車接收到總控系統(tǒng)指令后自動滑行到對應料位中。
開始作業(yè)時，由總控系統(tǒng)發(fā)出指令給龍門機械手，龍門機械手根據(jù)總控指令自動移載到對應的小車吸取板材放置于輸送線上，輸送線將板材輸送到位后，檢測機構(gòu)自動對板材厚度、規(guī)格、尺寸進行檢測并依據(jù)總控系統(tǒng)信息判定是否是所需要的材料尺寸，判定合格后將信號反饋到?jīng)_孔裝置，如檢測異常則通過報警系統(tǒng)反饋現(xiàn)場處理。
通過上道工序反饋信號，沖孔機器人自動移動到輸送線上將檢測合格的板材精確抓取起來，然后放置到數(shù)控沖床上，并反饋信號給數(shù)控沖床進行加工。數(shù)控沖床收到機器人的信號后，自動調(diào)出相對應程序，通過伺服移行移動板料進行加工。加工完成后的板材，輸送到?jīng)_床另一側(cè)等待下料輸送，并發(fā)出信息給折彎機器人來取料。圖2所示為自動上料沖孔系統(tǒng)。
圖2 自動上料沖孔系統(tǒng)
數(shù)控沖床加工完成將信號傳送給折彎機器人，折彎機器人收到信號后，到數(shù)控沖床上取料，然后移動到折彎機進料位置；折彎機器人收到折彎機的允許工作信號后，將板材送進折彎機，并發(fā)送信號給折彎機，開始折彎動作。折彎機器人配合折彎機一道折彎、二道折彎之后，機器人旋轉(zhuǎn)180°，繼續(xù)配合折彎機進行三道折彎、四道折彎。
板材完成折彎成形后，機器人發(fā)送給折彎機控制系統(tǒng)已折彎完成的信號，折彎機器人抓取折彎成形后的板材（轎壁板）從折彎工位移動到自動翻轉(zhuǎn)裝置上（自動翻面機），并發(fā)送給折彎機器人可以下料信號。折彎機器人收到該信號后，將折彎成形后的轎壁板放到自動翻轉(zhuǎn)裝置上。機器人離開過程中，反饋信號給自動翻轉(zhuǎn)裝置，自動翻轉(zhuǎn)裝置將轎壁板翻轉(zhuǎn)到輸送線上。圖3所示為自動折彎系統(tǒng)。
圖3 自動折彎系統(tǒng)
折彎成形后轎壁板通過輸送線輸送到自動清潔機工位，伺服居中裝置自動居中定位轎壁板、自動擋料裝置啟動，伺服帶動一套清潔裝置和一套擦干裝置，來回一次移動清潔轎壁板需要粘貼加強筋與上下封頭表面的位置。完成清潔后，自動擋料裝置復位，轎壁板沿輸送線方向向前輸送，進入下道工序。
清潔后的轎壁板輸送到自動涂膠工位后，自動擋料裝置升起定位，兩套氣動橫向涂膠裝置分別完成上封頭、下封頭涂膠作業(yè)，與三套氣動縱向滑動涂膠完成加強筋涂膠作業(yè)，自動定位裝置復位，沿輸送線方向向前輸送，進入下道工序。
涂膠后的轎壁板通過輸送線輸送到自動上加強筋工位，感應裝置感應到板材后，將信息反饋給機器人。機器人自動移動，從料庫小車上抓取加強筋，完成后移載到輸送線上方，并自動調(diào)整好方向，自動定位裝置鎖緊板材并將信號傳送給機器人，機器人接到信號后將加強筋裝在轎壁板上。完成后自動定位裝置自動復位，并將信號傳送至輸送線，輸送線收到信號后，轎壁板沿輸送線方向向前輸送，進入下道工序。圖4所示為自動上加強筋系統(tǒng)。
圖4 自動上加強筋系統(tǒng)
上完加強筋的轎壁板通過輸送線輸送到自動裝上、下封頭工位。感應裝置感應到板材后，自動定位裝置鎖緊板材并將信號傳送給機器人，機器人接收到信號后自動移動，從料庫小車上吸上封頭，并調(diào)整好方向，將上封頭裝在轎壁板上。完成上封頭粘貼后，機器人返回，從下封頭小車上吸取下封頭，并調(diào)整好方向，同樣將下封頭裝在轎壁板上。完成
已裝完加強筋與封頭的轎壁板通過輸送線輸送到自動粘壓工位，感應器檢測工件到位，擋料裝置自動定位好工件。5組壓緊裝置將轎壁板上已裝好的加強筋與上、下封頭，向下貼緊粘壓，粘壓時間到達，各裝置復位，轎壁板自動輸送至下一工序。
轎壁板沿上一工序輸送至此工位，檢測工件到位后，擋料裝置定位好工件。上、下封頭處自動鉚接機分別對上、下封頭進行鉚接，完成上、下封頭鉚接后再分別進行上、下封頭與加強筋連接處鉚接，鉚接完成后各裝置自動復位，轎壁板整體完成加工并下線。
生產(chǎn)線控制系統(tǒng)采用西門子S7-300系列PLC作為主控制器，CPU型號為315-2DP。通過CPU自帶的DP口組建DP網(wǎng)絡(luò)；通過擴展一個CP343模塊組建以太網(wǎng)，以太網(wǎng)絡(luò)用于生產(chǎn)線的操作、監(jiān)控與管理。
通過將傳統(tǒng)沖折設(shè)備改良為柔性生產(chǎn)線后，實現(xiàn)了流水線全自動生產(chǎn)（生產(chǎn)線維護和輔助人員共2人）。解決了對現(xiàn)場操作工人熟練度
——節(jié)選自《鈑金與制作》 2018年第4期