[发明专利]一种汽车板落料方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及汽车制造技术，特别涉及一种汽车板落料方法及系统。

背景技术

传统的汽车板落料采用模具落料，其设备组成包括：输送单元、压机单元和堆垛单元。简单的料片形状(如长方形、梯形及弧形)可采用摆切方式，复杂曲线的料片采用模具落料。落料线需要根据车型的料片大小形状配置不同的落料模具，通过更换模具生产不同的料片。

汽车板落料线作业效率非常高，在400万片～600万片/每年。按3800小时每年计算，平均每分钟约为25片。

随着大功率激光技术近年来的迅猛发展，许多院所及厂商开始研究基于光纤激光器用于汽车板落料技术。美国AUTOMATIC FEED与法国AIRLIDUILD公司在公开信息发布了基于激光切割的汽车板落料技术。美国AUTOMATIC FEED公司的技术方案基于激光技术提出二种落料模式：一种带卷连续进给落料，一种是步进落料。

1、板带连续进给落料：

对片料进行排料，根据设置的激光切割头的数量n，根据作业均衡原则将单件片料切割线分成n份；板带进入第一个切割作业区域时，切割片料的第一部分线段或曲线，如半圆；板带进入第二个切割作业区域时，切割片料的第二部分线段或曲线，如另半个圆。圆废料落到下部的废料带上；板带进入第三个切割作业区域时，切割片料的第三部分线段或曲线；边部废料落到下部的废料带上；板带进入第四个切割作业区域时，切割片料的第四部分线段或曲线。边部废料落到下部的废料带上；板带通过夹持驱动辊后，第五台切割头横向切割，使片料之间的最后连接部分切开；片料进入垛料区域，并堆垛。

2、步进落料：

对片料进行排料；成组切料，并运送至切割工位；组料进入切割区域，并停止；切割工位前后二组传送辊纵向调整至切割废料形状；片料的第一个区域切割完成，废料落入废料传送带；板带前进至片料的第二切割区域并停止；切割工位前后二组传送辊纵向调整至切割废料形状；片料的第二个区域切割完成，废料落入废料传送带；板带前进至片料的第三切割区域并停止；切割工位前后二组传送辊纵向调整至切割废料形状；片料的第三个区域切割完成，废料落入废料传送带；单各片料切割完成后，通过输送装置进入堆垛区域。后续板带同样切割。

另外，AIR LIQUILD公司提出了一种板带横向支撑调整的废料落料方案。

AUTOMATIC FEED公司与AIR LIQUILD公司二家联合提出了一种步进激光落料的技术方案，总体采用AIR LIQUILD公司布置方案，废料处理采用AUTOMATIC FEED公司的纵向调整方案。该方案采用带第七轴的3台机器人搬运成组料和成品料片、并堆垛料片。设置5台激光切割单元，其中二台为成组片的切割，另三台为单片料分区域的切割。此外还有二个工位作为缓冲倒料工位。

传统摆剪模落料为板带前端无夹持固定，后端夹棍步进输送的作业方式。板带底部为轮式支撑方式，落料作业时采用回程止锁装置。

AUTOMATIC FEED公司提出的连续落料的板带输送方式，在落料切割区域前后端有夹送辊，板带按设定速度在该区域连续进给。板带下部有废料输送装置，切割的废料落到传送带上。最后一刀切断在后端夹送辊之后。

该送料方式的技术难点有下面几个方面：

1.基于速度控制策略的形状切割

对尺寸与形状误差有要求的切割作业采用的是位移控制策略，这样能确保切割形状的几何精度要求。AUTOMATIC FEED的连续落料采用的速度控制策略，其基于夹送板带运行速度精准，直角坐标的切割机器人按设定的轨迹及速度进行切割作业。夹送辊及其板带速度的偏差将带来切割形状的误差，切缝无法对接，废料不能脱落。由于多台切割机同时作业，即使采用板带测速装置(如激光测速仪)，也比较难确保多台设备切割作业的切缝对接。

2.三台设备线速度相同，AUTOMATIC FEED的方案要求板带夹送辊速度、夹送辊前后二台支撑板带针式循环传送带按同样速度运行，否则传送带上的针式支撑会划伤板带。

3.针式支撑输送链上的针，一是易切坏，二是切割的小废料易卡在输送带上。

4.切割区域的板形无法保证

连续送料与切割时，板带在切割区域的状态。该方案有三段切割区域加上夹送辊之后的切断区域，各区域切割片料的不同区域。板带处于有夹送有张力的状态，但板带不同区段的横向张力差异很大，板形无法保证，影响切割的质量。切割作业时，切割头与板面距离0.5mm～1mm。

5.后夹送辊过料困难

连续送料与切割时，板料过后夹送辊时，不仅容易拉伤夹送辊，而且会导致卡料甚至断带。