引言

進入21世紀以來,隨著經濟的飛速發(fā)展,飯金件被廣泛應用于汽車、電力、家電、化工、食品、網絡通信等行業(yè),飯金加工工藝和生產效率在一定程度上影響著這些行業(yè)的發(fā)展。立體飯金的成型方式主要分為硬模成型和軟模成型兩種。硬模成型需要開發(fā)專用的沖壓模具,成本較高:軟模成型主要體現(xiàn)為折彎成型,使用簡單通用的折彎模具,成本較低,且能滿足工藝復雜的產品加工需求。隨著產品更新?lián)Q代的速度加快,硬模開發(fā)的成本越來越高,因此人們更加青睞折彎成型的加工方式,但折彎加工對操作員的技術要求較高,因此對自動折彎進行研究與應用顯得尤為重要。

1折彎工藝分析

1.1折彎工藝原理

折彎工藝原理如圖1所示,將上、下模分別固定于折床的上、下工作臺上,利用馬達產生的動力驅動工作臺相對運動,結合上、下模形狀,從而實現(xiàn)對板材的折彎成型。

1.2折彎動作分析

折床靜止時上模處于上死點,當折彎開始時,上?？焖傧蛳逻\動到慢速點,此時折床開始變速,根據設定的折彎速度運動到壓板點,上模繼續(xù)下壓,工件受到擠壓開始彎曲,上模下壓至下死點,工件完成折彎。

2機器人的選用

由于折彎工藝具有一定的復雜性,自動折彎時機器人需要跟隨工件同步運動,跟隨過快或過慢都會導致工件變形甚至報廢,因此機器人的選用對自動折彎的效果具有關鍵性作用。本方案選用FANUC-R2000ic/165F六軸機器人,該機器人行程大,載重強(可滿足大工件自動折彎需求）,重復定位精度高,適配時折彎跟隨系統(tǒng),調試簡單,適用于自動折彎。

3自動折彎方案設計

自動折彎系統(tǒng)主要由以下幾部分組成:折床、機器人、夾爪、重力對中臺、上下料臺、分料機構、測厚系統(tǒng)、換向臺、編碼器等,如圖2所示。

一臺折彎機由一臺機器人進行自動折彎作業(yè):機器人通過夾爪從上料臺抓取工件,將工件搬運到對中臺上方,放下工件,通過重力對中臺以及2D視覺檢測完成對工件的二次定位抓取,以提高精準度:再通過測厚系統(tǒng)對工件進行檢測,防止多抓、錯料:通過檢測后機器人將工件翻轉并移動到折床下模上方進行靠位:靠位完成后折彎開始,機器人跟隨工件同步向上移動直到折彎結束:通過換向臺對工件進行換向,確保在不同方向進行折彎時能有效連續(xù)完成折彎作業(yè):最后將折彎好的工件進行碼垛,如果工件級面要求較高則不可疊放,可以增加機器人取放隔板的動作,以保護工件外觀面。

整個過程由機器人自動取料、放料、定位、檢測、翻轉、配合折床折彎,實現(xiàn)全制程無人自動折彎。

4方案驗證

按照設計的方案,采用折床小松PAs5020與機器人FANUC-R2000ic/165F,工件展開尺寸為1052.8mm×993.8mm×1.0mm,折彎角度為90a,折彎尺寸為(9.0±0.25）mm、(15.0±0.25）mm、(21.0士0.25）mm,使用上模為GZJ3090、下模為GV59060進行方案驗證。機器人運行的點位通過人工校對完成,模具及工件參數(shù)設置如表1所示。

通過I/0信號控制折床與機器人的動作。機器人將工件移動到折床下模上方,使工件完全貼合模具,再推動工件移動,直到后定規(guī)上的感應開關打開,折床接收到感應開關信號后開始執(zhí)行折彎動作,機器人通過編碼器獲取折床的上死點、壓板點、下死點的工具坐標,同時計算出工件在折彎過程中的運動路徑,并沿著路徑與折床同步運動,從而完成折彎跟隨動作。折床下壓至下死點后快速回到上死點,機器人帶著工件退出折床,完成一次自動折彎。驗證過程如圖3、圖4所示。

使用200Pcs工件對自動折彎效果及穩(wěn)定性進行驗證,并抽檢10Pcs成品對折彎角度及尺寸進行檢測,結果如表2所示。由檢測結果可以看出,工件經機器人自動折彎后的角度及尺寸都在公差范圍內,由此可見該自動折彎方案可行。

5結語

本文結合折彎工藝原理,設計了一套運用機械手的自動折彎方案,利用折床和機器人對自動折彎方案進行了多次驗證,結果表明機器人的自動折彎效果良好,可實現(xiàn)機器人取代人工折彎作業(yè)。