进入21世纪以来,随着经济的快速的提升,饭金件被大范围的应用于汽车、电力、家电、化工、食品、网络通信等行业,饭金加工工艺和生产效率在某些特定的程度上影响着这一些行业的发展。立体饭金的成型方式大致上可以分为硬模成型和软模成型两种。硬模成型需要开发专用的冲压模具,成本比较高:软模成型大多数表现为折弯成型,使用简单通用的折弯模具,成本较低,且能满足工艺复杂的产品加工需求。随着产品更新换代的速度加快,硬模开发的成本慢慢的升高,因此人们更加青睐折弯成型的加工方式,但折弯加工对操作员的技术方面的要求较高,因此对自动折弯进行研究与应用显得尤为重要。

  折弯工艺原理如图1所示,将上、下模分别固定于折床的上、下工作台上,利用马达产生的动力驱动工作台相对运动,结合上、下模形状,从而实现对板材的折弯成型。

  折床静止时上模处于上死点,当折弯开始时,上模快速向下运动到慢速点,此时折床开始变速,根据设定的折弯速度运动到压板点,上模继续下压,工件受到挤压开始弯曲,上模下压至下死点,工件完成折弯。

  由于折弯工艺具有一定的复杂性,自动折弯时机器人需要跟随工件同步运动,跟随过快或过慢都会导致工件变形甚至报废,因此机器人的选用对自动折弯的效果具有关键性作用。本方案选用FANUC-R2000ic/165F六轴机器人,该机器人行程大,载重强(可满足大工件自动折弯需求）,重复定位精度高,适配时折弯跟随系统,调试简单,适用于自动折弯。

  自动折弯系统主要由以下几部分组成:折床、机器人、夹爪、重力对中台、上下料台、分料机构、测厚系统、换向台、编码器等,如图2所示。

  一台折弯机由一台机器人进行自动折弯作业:机器人通过夹爪从上料台抓取工件,将工件搬运到对中台上方,放下工件,通过重力对中台以及2D视觉检测完成对工件的二次定位抓取,以提高精准度:再通过测厚系统对工件进行检测,防止多抓、错料:通过检测后机器人将工件翻转并移动到折床下模上方进行靠位:靠位完成后折弯开始,机器人跟随工件同步向上移动直到折弯结束:通过换向台对工件进行换向,确保在不同方向进行折弯时能有效连续完成折弯作业:最后将折弯好的工件进行码垛,如果工件级面要求比较高则不可叠放,可以增加机器人取放隔板的动作,以保护工件外观面。

  整个过程由机器人自动取料、放料、定位、检测、翻转、配合折床折弯,实现全制程无人自动折弯。

  通过I/0信号控制折床与机器人的动作。机器人将工件移动到折床下模上方,使工件完全贴合模具,再推动工件移动,直到后定规上的感应开关打开,折床接收到感应开关信号后开始执行折弯动作,机器人通过编码器获取折床的上死点、压板点、下死点的工具坐标,同时计算出工件在折弯过程中的运动路径,并沿着路径与折床同步运动,从而完成折弯跟随动作。折床下压至下死点后快速回到上死点,机器人带着工件退出折床,完成一次自动折弯。验证过程如图3、图4所示。

  使用200Pcs工件对自动折弯效果及稳定性进行验证,并抽检10Pcs成品对折弯角度及尺寸进行仔细的检测,结果如表2所示。由检测结果可以看出,工件经机器人自动折弯后的角度及尺寸都在公差范围内,由此可见该自动折弯方案可行。

  本文结合折弯工艺原理,设计了一套运用机械手的自动折弯方案,利用折床和机器人对自动折弯方案进行了多次验证,根据结果得出机器人的自动折弯效果良好,可实现机器人取代人工折弯作业。

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