多工位钣金冲压模具自动传送设计手册

052811多工位冲压模具自动传送(chuánsònɡ)设计手册夹持器、端拾器的设计、安装和调试第一页，共五十一页。第二页，共五十一页。概况(gàikuàng)介绍多工位冲压自动传送(chuánsònɡ)是系统化的工程，在冲压生产运行之前需要不同领域的专业人士一起参与完成。由于不同领域的工程都是非常专业化的，因此他们彼此通常是不知道其他参与者所遇到的问题，更重要的是，他们的设计和决策会影响到后续环节，最终会影响到整个传送(chuánsònɡ)系统的效果。这本手册的目的是传播我们在这个专业领域获得的经验和知识，以帮助和促进系统整合者、模具制造商以及最终用户〔多工位钣金冲压企业〕在实施多工位冲压自动化工程上的推进成效化。在以下的内容里我们将着重介绍那些由专业人士发现的在夹持和抓取领域里最常遇到的问题以及他们提出的建设性解决方案。我们希望(xīwàng)这些经验和建议会在大家日后的工作中发挥作用。第三页，共五十一页。传送器工程(gōngchéng)标准模具设计：几何学传送器:我们应该知道那些信息？工件的拾取方式 4.1. 铲手 4.2. 真空吸盘 4.3. 气动夹钳应该选用哪种夹指呢？应该选用哪种类型的夹钳呢?如何确定工件的夹点数？装配:刚性,调整,自由度,等.电气连接夹臂固定型材与Bar杆的连接 7.1. 装配的调整和联接 7.2.手指的位置确定 7.3.在传送器上的固定调整信号工程实施(shíshī)建议以下为传送系统设计、安装和调试的根本(gēnběn)步骤。我们来回忆那些对传送方案有直接影响的因素，比方说生产效率，可靠性和夹持器的本钱等。附录I工程实施步骤附录II滑动力冲压的行进传送器的行程传送器的循环往复夹持力尺寸大小动作时间重量迷你手指的型号调整方法不可逆性第四页，共五十一页。1.标准(biāozhǔn)了解好客户(kèhù)的标准和规格是一个根本的要求，根本要素如下： 冲压机:尺寸,吨位,电气和气动规格等。 模具设计:根本式样(shìyàng),结构标准等。 传送器:行程,移动杆尺寸,手指连接杆的紧固等。 传送器移动杆的部件:机械部件,电气及气动部件等。第五页，共五十一页。2.模具(mújù)的设计:几何学另外有一些相关尺寸数据也应在模具设计时加以(jiāyǐ)考虑。 模具的最小极限尺寸 夹持器进入模具时的无障碍无干预原那么 工件的定位 工件的外部边缘 工件和模具之间的必要距离，以便夹持器伸入 工件的拾取和落点 传送器在三个轴向上的位移 工件的横向(hénɡxiànɡ)和轴向翻转 工件的水平翻转/垂直轴向模具必须与冲压板材的几何尺寸相匹配。为了设计出优良的模具，你可以借助一些钣金冲压成型模拟仿真软件，比方Autoform,Pam-stamp等，根据板材的形状和不同阶段的变形，可以预测出应力、延伸和龟裂等。第六页，共五十一页。2.1.模具(mújù)最小极限尺寸模具的尺寸(chǐcun)应该尽可能的小，我们应该考虑：:

各工位模具的中心距(Step)

工件边缘离模具外形的距离，应小于夹持器最大伸入距离，即小于Bar杆的Y向行程STEP(4&8)11传送器的循环往复(xúnhuánwǎngfù)运动77-X+X+Y-Y-Z+Z第七页，共五十一页。2.2.夹持器进入模具时的无阻碍无干预(gānyù)原那么当冲压机翻开时下模必须(bìxū)是无任何阻碍干预的，如导塔器/中心导柱/导向件等，以便夹持器能在导入通道和在上模在不同高度上的导出通道之间的移动自由通畅。传送器的循环往复(xúnhuánwǎngfù)第八页，共五十一页。2.3.工件(gōngjiàn)的定位

工件必须被准确无误的放置(fàngzhì)于模具中，除了在垂直方向上的移动之外没有任何的自由度。第九页，共五十一页。2.4.工件(gōngjiàn)的边缘在不同模具中被成形的板材需要有个稳固的外部边缘或者凸缘，水平方向的边缘更易夹取。如果板材有水平的边缘，我们就能用翻开角度为20度的气动夹钳。这样(zhèyàng)，手指的开合速度更快，能耗也就更低。20º90º第十页，共五十一页。2.5.工件(gōngjiàn)与模具之间的必要空间距离要实现工件的夹取，需要工件底部与模具之间有必要的空间距离(jùlí)(15-70mm)以便夹钳能伸入并夹持工件。或使工件浮起，或在模具上留有避空位置。15mm70mm第十一页，共五十一页。2.6.工件(gōngjiàn)的拾取与落点如果前工位工件的拾取点与后工位模具(mújù)中的工件落点处于同一高度时，那么不需要附加移动单元来补偿Bar杆的行程。第十二页，共五十一页。2.7.在X,Y,Z方向(fāngxiàng)上的位置补偿我们可以通过使用线性移动单元来做相邻工位的位置补偿，这样可以简化(jiǎnhuà)模具结构或者简化(jiǎnhuà)冲压工艺。线性单元非常迅速而且往复时间不会影响冲压周期，动作时间与Bar杆的运动相叠加。

模具外缘的差异补偿(±200mm最大)±200±200STEPSTEPSTEP±200

模具间的横向补偿(±200mm最大)

模具间的高度补偿(±200mm最大)±200YZX第十三页，共五十一页。2.8.工件(gōngjiàn)的翻转翻转(fānzhuǎn)单元将工件在相邻工位间以特定的角度实现翻转(fānzhuǎn)，这样可以在很大程度上简化模具。翻转(fānzhuǎn)单元将工件以它的旋转轴实现旋转。为了保证工件的可靠夹紧，气动夹钳必须置于必要的旋转轴半径上。如果在相邻模具间有多个旋转单元使用，那么它们应该相对于工件旋转中心对齐排列，这样高度方向上的补偿也可以忽略。第十四页，共五十一页。2.9.工件在水平方向/垂直轴向上(xiàngshàng)的翻转当工件需要在它的水平轴向上翻转，翻转单元可以在移动杆的侧面被使用，因为他们可以在0-182角度间调整旋转〔见2.8要点〕，像线性移位单元一样，它们的运行时间同样也是叠加在Bar杆的往复周期内的，因此不会增加(zēngjiā)额外时间。

水平(shuǐpíng)方向上的翻转

垂直方向上的翻转第十五页，共五十一页。3.传送器〔又称Bar杆或横杆〕:

哪些(nǎxiē)信息是我们应该了解的?传送系统由各个零部件组合而成，我们配合钣金冲压企业来实现(shíxiàn)自动化冲压工程。Bar杆的行程范围：Bar杆3个轴向上的最大行程和终端位置。

Bar杆的尺寸数据：尺寸，截面，中心定位和夹持器的紧固方式

运行的路径和方向：

相对于压机正面的运行方向

动态参数:

速度、加速度、最大负载(fùzài)、运行模拟。为了更加精确，我们需要了解以下Bar杆的技术数据。第十六页，共五十一页。4.工件(gōngjiàn)的拾取方式在多工位冲压模具(mújù)之间来抓取板材有多种不同的方式。当然，每个系统都有它的优势和缺陷的地方〔见附录末页〕

一经冲压，你不用在模具上抬升板材就能操作了。

高耗能

只能抓取板材的上部和平直面。

抓取时加速度较低真空吸盘吸取:

最大限度的可靠性:全夹持

低耗能

得益于它的低能耗和高生产效率很快就能回收成本。初始费用较铲具稍低(约11.5%).

初始费用较真空吸盘要高(约86%)气动夹钳夹取:

不需气动连接的简易系统

高加速度情况下有失去定位姿态的风险

为保证抓取过程中能保持中心，板材需要在水平面上有尖锐稳定的边缘。

铲手拾取:第十七页，共五十一页。4.1.铲手铲手拾取是一种简单经济的结构，不过被传送(chuánsònɡ)的工件在水平面上需要有个稳定不变的轮廓和清楚的外部边缘加速度和振动在高速移位中可能导致(dǎozhì)板材位置姿态变化。应加装传感器探测钢板来控制运行过程。铲手无法实现翻转功能，也无法实现工件的单侧夹持〔悬臂〕。如果你决定使用(shǐyòng)铲手那就要考虑以下的要点：:第十八页，共五十一页。4.2.真空(zhēnkōng)吸盘假设使用真空吸盘就不必从模具上抬升工件，因为抓取只能作用(zuòyòng)于工件的上部外表，不过，使用真空吸盘还有如下要求：抓取工件时需要更大的空间来抓取外表(wàibiǎo)〔见附录II,i.)加速度太大时有更高的侧滑力〔见附录II,i.)冲压机应有更大的行程〔2个动作〕〔见附录II,i.)更长的传送器水平行程〔2个动作〕〔见附录II,i.)更长的传送器往复周期〔2个额外的动作〕〔见附录II,i.)更长的运行时间更多的能耗这些因素将限制生产速度的提高，同时增大了生产本钱。第十九页，共五十一页。4.3.气动夹钳(jiāqián)〔气动机械手指〕首先，气动夹钳比真空吸盘本钱更高些〔约86%〕，但是可以很快地从日后的低耗能和高效率中得到补偿。并且，相比铲手，气动夹钳更经济〔可降低11.5%的本钱〕气动夹钳的最高品质表达在它的完全的可靠性上：工件(gōngjiàn)夹紧可靠，在任何时候都没有自由度，工件(gōngjiàn)在高加速度和振动中传送时，不会失去其位置和姿态。夹钳(jiāqián)方式铲具方式夹钳方式吸盘方式第二十页，共五十一页。应选(yīnɡxuǎn)用哪种夹指呢？工件的形状(xíngzhuàn)和拾取形式将决定夹指的选用:有棱纹的夹紧面:这提供了一个高侧向〔横向〕摩擦力球头螺栓:适应倾斜的工件外表工件可夹取外表狭小:单位面积压力(yālì)可能在工件外表留下痕迹特殊形状:针对特殊工件的特殊钳指方案工件的材质及硬度：夹指局部采用聚氨酯、POM等材质，适用于外表硬度不高的工件我们建议:尽可能的使用标准的夹指以防止选用特殊配件。模制的外表SwivelRibbed第二十一页，共五十一页。应该选用(xuǎnyòng)哪种类型的夹钳？为了(wèile)选择最适合的夹钳类型,我们建议考虑如下:夹持力: 它必须具有高夹紧力以保证工件的完全紧固，防止板材松脱移位或者在高加速度下失去姿态〔见附录II,v.)尺寸: 手指的使用要尽可能的小以适应成形后钣金件，方便它们(tāmen)进入狭小的模具型腔(见附录II,vi.)翻开角度: 翻开角度需要小，以减少生产能耗(见附录II,vii.)，还须能够夹紧垂直的或水平的边缘。重量: 更轻的重量,负载小,运动速度可以更快，生产效率就更高(见附录II,viii)夹紧死点: 手指具有夹紧死点,能防止意外断气所造成的松脱事故〔见附录II,xi.)调整: 有了球头关节调整就容易多了(见附录II,x.)可互换性: 如果手指的类型和紧固是一致的，当切换不同工件生产时，他们可以通用(见上图)MISATI夹钳的类型

TIP-TI-TL-TC-第二十二页，共五十一页。如何确定(quèdìng)工件夹点数？2个手指均匀对称性好

4个手指

终极方案

3个手指

三点定位用两个较小的手指夹持比用一个较大的夹持更好.当需要决定夹持点或者(huòzhě)一个平安的抓取时要考虑到以下这些要素：

传送器的加速度

工件(gōngjiàn)的几何形状

工件的尺寸大小

工件的重量1个手指

悬臂当单侧夹持工件时，应选用能承受扭矩反作用力具有更高夹持力并带有延伸托板的手指r2F2

M2=F2·r2F1

第二十三页，共五十一页。5.安装(ānzhuāng)〔装配〕夹持装置包含有手指和一些标准配件。这些装置以机械方式固定在有T型槽的铝合金型材(xínɡcái)上或者连接杆上，这些结构任何时候都可以进行持续的调节。每个夹持装置都必须满足一下条件：连接件刚性

最好选用直径40的管子而不是25-30的，固定在T型槽型材上的安装板也必须要有良好的刚性。夹钳姿态须方便调节

使用球关节更易调节。自由度和便利性

所有必要的自由度–最大6个角度(3个移位(yíwèi)和3个旋转)–用最少数量的连接件。

可互换性零部件可以在日后新的冲压线上的再次利用。第二十四页，共五十一页。6.电气(diànqì)连接(I)

带有内部(nèibù)通孔的型材、旋转单元和移位单元。连接到夹钳的电缆和传感器从型材的外面被导入。由于它们(tāmen)属于同一个电磁阀驱动，因此所有气动连接赋予了夹钳的翻开和闭合，具有精准的同步性。气动和电气连接都由一个连接板作为连接端〔可以根据客户的要求变更〕并由型材的端部引出。第二十五页，共五十一页。6.电气(diànqì)连接(II)以传感器连接(liánjiē)板为例，作为连接(liánjiē)端口连接(liánjiē)传感器线缆和外部控制系统型材可以被用作夹钳(jiāqián)单元的固定支撑以及所有夹持单元的集合，因此型材可以摆脱一切外在的连接，安装拆卸便利，也更好的保护和更简便的控制夹钳(jiāqián)单元。第二十六页，共五十一页。夹钳单元安装到移动杆之前，需要检查安装图纸上的一些(yīxiē)参数7.夹臂固定(gùdìng)型材与Bar杆的连接这样(zhèyàng)，夹钳单元被固定在传送器移动杆上，始终按照控制系统的指令运行。对应于各个工位的模具，安装拆卸便利性和可调节性。外外表的气动和电气连接元器件夹紧点和夹钳单元相对于移动杆的中心定位。拾取工件的位置姿态在一个闭合的模具里手指的自由状态夹钳单元的行程〔在传送器移动杆范围内〕将夹钳单元紧固到移动杆上…俯视图

(see7.1.)…正视图

(see7.2.)第二十七页，共五十一页。7.1.安装(ānzhuāng)图纸(俯视图)第二十八页，共五十一页。7.2.安装(ānzhuāng)图纸(正视图)第二十九页，共五十一页。7.3.与Bar杆的连接(liánjiē)根据用户的要求及中心位置(wèizhi)，固定组合夹臂到Bar杆上。黑色的中间连接板一端被固定(gùdìng)在型材的T型槽上。第三十页，共五十一页。起始(qǐshǐ)点将是系统的初始条件:8.调整(tiáozhěng)(I)翻开压力机传送器移动杆置于侧面和下模的位置冲压件在模具上手指力量的调节要基于板材(bǎncái)的厚度在这个重要的时刻我们可以通过电磁阀的切换让手指闭合，同时抬升传送器。注意这个时候要确保板材的中心定位销不要丧失直到手指闭合为止。插入板材的时候，板材与手指托板间距的建议留约5mm当手指翻开，我们将它们移近板材去抓取和调整静态的手指托板。假设手指托板带有球关节那么调整将变得容易得多。5mm.第三十一页，共五十一页。8.调整(tiáozhěng)(II)在它的最低高度上移动时能没有任何的干预。在高速运动中对首次(shǒucì)操作时板材的屈服褶皱要有个考量这点很重要。板材以垂直姿态进入下一级模具的中心定位销时，手指一定不能翻开直到我们能确定板材在模具上的中心定位准确无误。可能的话，在模拟设备上建立一条模拟的冲压传送线，或者运用PressLineSimulation,Pressim等模拟软件。这样我们就能最大程度的优化展示〔输送的高度，手指(shǒuzhǐ)的演进变化等〕，在试验和生产启动前就能发现任何可能的过失和冲突。然后，须要检查的是:第三十二页，共五十一页。9.过程中的信号(xìnhào)指示任何时候对工件位置和状态的控制是极其重要的事情。运行时需要每一步都进行检查：板材的存在与否〔是否(shìfǒu)失夹〕，是否(shìfǒu)夹取了双层板等，这些信号为系统提供了可靠性。这样做的目的是到达一个事故可控的、稳定平安的生产线，即使是以牺牲更快速度为代价。信号:探测工件是否存在信号(xìnhào):探知手指夹死点位置信号(双板多板检测):工件存在+是否收到死点位置

第三十三页，共五十一页。10.工程实施(shíshī)建议MISATI技术部门可以为你提供技术建议和确认方案中型号的选用。作为夹持抓取领域的专业人士，我们希望确保你的应用是正确(zhèngquè)的，是符合优越性能和高水平的。只要模具制造商、板金冲压企业和自动化系统集成商在工程开始的阶段就协力合作，最正确的自动传送冲压生产线〔在最低本钱下实现最高产和平安可靠〕就能被实施建构出来。第三十四页，共五十一页。附录(fùlù)I为了提出方案和报价，我们需要了解(liǎojiě)以下信息：:夹持方案的指导方针工件演变3D和模具3D资料(Catia,STEP,IGES等)：各个工位工件夹取和送入时的位置和姿态。模具的尺寸：各工位模具的布置尺寸有关压机和平台高度数据：有关Bar杆行程，运动路线、中心定位、Bar杆截面尺寸以及夹持单元的固定方式(fāngshì)有关符合安装要求的电气和气动输入的技术信息可能的话请提供每个工位试样，如果模具已经加工完成的话。工程完成预定时间第三十五页，共五十一页。附录I.工程(gōngchéng)实施步骤应选用哪种夹钳?(see4.3.2)装配

(see5)工件上的夹持点(see4.3.3)夹钳单元安装固定到Bar杆(see7)连接(liánjiē)装配应选用哪种夹指(see4.3.1)夹钳单元的电气连接

(see6)第三十六页，共五十一页。附录(fùlù)II侧滑力压机的运行传送器的行程传送器的循环往复夹紧力尺寸动作时间重量(zhòngliàng)迷你手指的类型调整不可逆性第三十七页，共五十一页。附录(fùlù)II,i.侧滑力(…)气动机械手指能提供更高的摩擦力FSB，不会松脱滑动，Bar杆或机器人可以提高(tígāo)运动加速度，因此能提高(tígāo)生产效率。应用机械手指或真空吸盘时要考虑的因素还有接触部位，能耗和动作时间。比较这两种拾取(shíqǔ)方式〔机械手指和真空吸盘〕的夹紧力〔F)和摩擦系数〔µ)，我们会发现：使用真空吸盘的吸取使用机械手指的夹取FB30B=144~162daN=1FSB=144~162daNFAØ125A=60daN=0.1~0.5FSA=6~30daN第三十八页，共五十一页。附录(fùlù)II,ii.压机的运行*

上行(shàngxíng)行程**与真空吸盘必须落于平板上并必须置于板材中心区域不同，手指的使用(shǐyòng)那么能够通过板材的边缘来夹持，由于压机的行程减少，生产效率得以提升。第三十九页，共五十一页。附录(fùlù)II,iii.传送器的行程工件边缘(biānyuán)夹持方式与吸盘方式相比，传送器的横向行程会减少，运行时间缩短，生产效率提升。第四十页，共五十一页。附录II,iv.传送器的循环往复(xúnhuánwǎngfù)运动根据需要选择，动作1和9〔带真空吸盘的往复〕也可能(kěnéng)被省略掉，如假设传送器能在同一个平面上带着翻开的手指回撤的话。2和6的动作时间还可以减少传送器的往复。手指的应用使通过外缘夹持的方式抓持钢板成为可能。由于它们无须往下行去拿取钢板，两个垂直(chuízhí)的运动可以被节省掉〔动作2和8为带真空吸盘的往复动作〕，动作节省那么意味着生产效率的提升。带真空吸盘的往复运动带手指的往复运动第四十一页，共五十一页。附录(fùlù)II,v.夹持力6bar103daN(+48%)69.6daNø25ø206barMisati夹钳可以到达高于同类产品48%以上的夹紧力，因此在夹持工件时平安可靠(kěkào)，能实现更快的移动速度和加速度。同时，使用更少和更小的夹钳也可满足要求。除了降低本钱之外还能提升生产效率，因为速度加快，生产节拍提高。第四十二页，共五十一页。附录II,vi.尺寸(chǐcun)大小3252Misati夹钳夹头部的宽度做到尽可能的窄〔较其他窄38.5%以上〕，以便进入(jìnrù)狭小的模具空间。第四十三页，共五十一页。附录(fùlù)II,vii.动作时间0.4s0.3sMisati夹钳的设计(shèjì)使夹指获得高转矩〔比其他手指快25%〕：节省时间提高了产能。第四十四页，共五十一页。附录(fùlù)II,viii.重量0.45Kg0.60Kg25%的重量减轻，整个传送装置速度和产能输出(shūchū)就更高。一个更轻的传送器意味着更低的能耗和更快的移动速度。第四十五页，共五十一页。附录II,ix.气动手指(shǒuzhǐ)的类型TIP-20-15

TIP-32-20TIP-20-30

TIP-32-40TIP-20-60

TIP-32-70TL-20-15

TL-32-20TL-20-30

TL-32-40TL-20-60

TL-32-70TC-20-15

TC-32-20TC-20-30

TC-32-40TC-20-60

TC-32-70TI-20-15

TI-32-20TI-20-30

TI-32-40TI-20-60

TI-32-70相同的型号的夹钳可以配以不同的夹头和开角来使用，如此零配件库存得以(déyǐ)减少。.第四十六页，共五十一页。附录