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ABB金属钣金机器人自动化折弯技术
发布时间:2019-05-16        浏览次数:623        返回列表
       金属钣金是当前工业制造领域中常用的材料,根据不同 需求需要得到不同的形状。在目前的成形工艺当中,主要包 括焊接、铆接、折弯机折弯、拉伸成形、冲裁落料、激光切割 下料、裁切下料等。其中钣金折弯成形,是生产制造业领域 中比较常用的,在很多具体行业中都有所应用,如电子消费 品、出具、电气、家电、汽车等。传统的金属钣金折弯成形作 业,需要对每台折弯机分别配备1名工作人员。而由于行业 中对产品种类有较多要求,且数量较大,另外折弯机是一种 具有较高危险类别的生产设备,存在较大安全隐患。所以这 一道工序也属于繁重、危险的体力劳动。因此,为了提高工 作效率,确保工作安全,采用机器人对人工作业加以替代, 具有重要的意义。

       1. 金属钣金折弯成形中相关尺寸 在金属钣金折弯当中,涉及到的尺寸数据包括t:钣金 厚度尺寸 ;r :折弯机上刀口顶尖处R角半径 ;d :折弯机 下刀口凹槽深度尺寸 ;b :折弯机下刀口上开口*大尺寸 ; r’:折弯机下刀口上开口处R角半径 ;dp :钣金下平面压 入下刀口凹槽深度值。在金属钣金折弯成形的过程中,0 <d p <r+t;dp=r+t;r+t<dp <r+t+r;dp=r+t+r’;dp >r+t+r’。

       机器人折弯动作算法原理方面,折弯机对金属钣金折 压的时候,上刀口在不同深度范围下降中,机器人动作位 置参考点,产生不同的相对几何关系式。机器人折弯工作 中,对刀口下降位移位置持续监控,以上刀口压入下刀口凹 槽深度的深度值,利用相应几何关系式计算。通过计算得出 钣金成形时参考位置点位移偏移量,对新的参考位置点进行赋值。同时移动到新的参考位置点方向,进而完成跟随的动 作。机器人监测发现上刀口压入深度值,比预先设定下刀口 凹槽深度尺寸大为止,就完成了1个完整折弯动作。

       根据动态工具坐标系+位于R角上动态作业点理论,假 设机器人作业初始点为P0,在作业过程中,机器人始终有一 个动态作业点,设为点P’,位置始终在下刀口肩部R角上。 机器人作业点P’,从P0点开始,在R角圆角移动,到达圆角 另一端为运动重点,设为点P。此时刚好达到*大折弯要求 深度。在机器人折弯操作当中,钣金陷入下刀口凹槽会发生 延长,在机器人移动的时候,应当补偿凹槽内钣金长度。利 用改变动态工具坐标系,随着金属钣金折弯当中向下刀口 凹槽压入深度的增加,产生越大的工具坐标系偏移值。因此 机器人在跟随移动的时候,通过不断将更多的钣金物料补偿 到下刀口凹槽中。通过动态工具坐标系+位于R角动态作业 点,使得机器人作业点准确性得到了确保,在钣金折弯过程 中发生延伸而产生的补偿物料需求也能够得到满足。
 
       2. 金属钣金机器人自动化折弯技术应用
       2.1  电液伺服数控折弯机 电液伺服数控折弯机,能够对折弯工作速度进行**、 稳定的调整,进而确保在金属钣金折弯操作中,保持稳定、 匀速的作业,防止由于速度突然变化而造成段时间内机器人 不能快速跟随的情况。另外,由于对折弯机本身刀口行程信 息,无法向机器人随时通信的问题,可采用精密丝杆、编码 器传动装置等,在折弯机上刀口进行安装,利用编码器向机 器人持续通信刀口行程信息,从而实现良好的自动化折弯操 作。
       2.2  工业机器人 工业机器人是当前应用比较广泛的情况,当前常见的工 业机器人,。同时对机器人配备真 空吸盘式抓手,针对不同规格的产品,预先将产品尺寸参数、 产品编号等录入到机器人控制器当中,机器人就能够根据相 应的产品规格,完成折弯作业操作。 
       2.3  应用中注意技术参数 在实际应用当中,对于一些重要的技术参数应加以注 意。在折弯机工作当中,要充分注意工进速度,也就是金属 钣金开始折弯变形时的折弯机工作速度。经实践测量认为, 设定速度应不超过25mm/s,如果速度过快,机器人运动速 度将比金属钣金移动速度更慢,其就可能从吸盘抓手上脱 料。如果机器人6轴法兰中心,和折弯机刀口中心尺寸有较 大的距离,超过了300mm时,应当将折弯机作业时工进速 度降低,避免出现问题。
 
       3. 折弯机器人实际应用现状与不足之处 在我国,目前对于金属钣金折弯机器人的应用正逐渐广 泛,例如东莞嘉利公司、厦门ABB开关有限公司等大型家 电、电器柜生产制造企业,都在实际生产作业中应用了金属 钣金机器人自动化折弯技术。但是也有很多金属钣金制造企 业刚刚开始筹划自动化折弯技术,或是还没有开始应用这项 技术。其中主要以中先行企业为主,由于生产产品不具有固定规格,产量相对较少,同时稳定性低,因此需要经常调整 和更换折弯机上下模刀口,进而会改变基准位置。如果利用 折弯机器人,还需要反复校准机器人参数,因而无法充分发 挥出机器人作业优势。所以,在当前很多中小型企业当中, 对于金属钣金机器人自动化折弯技术的推广应用,仍存在着 一定的问题和不足,在未来的发展中,也应注意对这一方面 的研究和改进。
 
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