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专用型折弯机器人在钣金工厂的应用

专用型折弯机器人在钣金工厂的应用

近年来,工业机器人在国内的应用案列迅速增加,但主要集中在几个有限的领域,如焊接、喷涂、堆垛等,在折弯方面的应用还不是很多,而折弯是一种应用广泛有一定危险性的工艺,因此折弯机器人的市场前景是非常乐观的。国外已经有很多成功经验,美国的折弯机器人已服役十几年,欧洲的更早。笔者通过和大家分享扬州恒佳机械有限公司(以下简称“扬州恒佳”)开发的折弯机器人的应用案例,让大家对折弯机器人有更好地认识。

专用型折弯机器人的优势

相对于人工操作,折弯机器人的优势主要体现在效率、安全和质量三方面。前两方面是显然的,质量方面的优势有两点:一是定位精度高、重复性好;二是良好的夹持效果杜绝了皱纹。这是因为人工用双手托着工件做跟随动作,两手有先后,使工件受力不均从而产生皱纹,机器人使用夹具则可以避免这一问题的出现。折弯机器人一般分为通用型折弯机器人和专用型折弯机器人。与专用型折弯机器人(图1)相比,通用型机器人用于折弯时,由于工作范围的需要,一般要在6个旋转轴的基础上附加一个直线轴来扩大工作范围,这使得本来就比较复杂的机械结构和控制系统更加复杂,专用型折弯机器人则用三个直线轴实现位置控制,采用两个旋转轴实现姿态控制,在扩大工作范围的情况下,简化了机械结构,由于控制轴数从7轴减到5轴,控制系统也得到简化。折弯臂腕部动作由两个旋转轴实现,既可以完成对板件不同部位的折弯,也能对折弯的板材进行动态跟踪,防止板材在折弯过程中由于重力影响产生“反折”现象。装在折弯机械臂末端的吸料装置可以根据折弯板材的需要,通过自动切换控制线路和气路进行自动更换,无须停机。专用型折弯机器人满足了不同工况的要求,柔韧性好,折弯精度高,可靠性好。

用户需求

国内以及国外大部分公司开发的折弯机器人均基于通用型机器人,其软件均由通用型机器人供应商开发,无法对软件进行二次开发,因此难以实现折弯跟随技术。用户需求有以下几方面:⑴替代专机,实现更灵活和柔性化生产;⑵替代人工实现更高的一致性产品;⑶替代人工实现更长时间的连续生产;⑷带来更高的生产效率。

解决方案

扬州恒佳开发的五轴折弯机器人能够代替人工进行取料、放料、折弯等动作,避免工人被折弯机夹伤或工件划伤的危险情况,在提高生产效率的同时保证了生产的安全。专业机器人将视觉及其他各类传感器引入到传统钣金设备里,从而形成板材的智能加工,是金属板材加工机床行业发展的高端领域,更加符合钣金行业的需求。该产品在大幅度降低工人劳动强度的同时又极大地提高了生产效率和产品精度。产品不但能满足现有用户的需求,更能适应未来市场的发展。

具体案例

无锡某电子设备有限公司主要生产各类电器柜,包括工业电器、电子控制箱及工厂服务器、网络箱柜系列等,用于生产柜体的板材较大,通常需要2-3人配合才能完成折弯工作,工作强度非常大,效率很低。购买扬州恒佳的HR50折弯机器人及HB1031数控折弯机(图2)后,只需一人操作并看护,机器人可根据所编程序自动完成取料、折弯、码垛等工作,而且每天能够24h持续工作而不易出故障,作业时间长,生产效率提高了2倍以上,节约了劳动成本,为客户带来了丰厚的多重回报。生产普通中置柜(重量在50kg左右)的板材正常需要折12道弯,需要熟练的折弯师傅3人,折弯一块板材需要3min,按每人每天工作8h计算,(人工折弯每天实际工作时间最多为6h),可以折120块板材,如果公司实行两班倒,则需要6个人,一天可折弯240块板材。

如果用恒佳公司生产的HR50折弯机器人来折弯此工件,折一道弯需要13s,12道弯共需156s,加上上料、定位、下料的时间折弯一块板材需要3.5inin,但机器人可以连续工作16h,一天可折弯270余块板材,并且机器人只需一人操作并看护,可减少人工4人,一个折弯师傅的平均工资在5000元/月,这样可为公司每月节约2万元的人工成本,以此类推如果公司实行三班倒,更能节约大量的用工成本,而且避免了工人被折弯机夹伤或工件划伤的危险情况,提高了生产的安全性。

结束语

折弯机器人具有工艺范围广、模具简单、通用、安装调整方便以及生产率高等许多优点,已成为诸多板材加工企业中的重要设备。随着我国工业现代化水平的提高,折弯机器人会在更多的钣金加工企业得以应用。

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