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折弯机器人工作站在薄板件折弯上的应用

钣金零件广泛应用于航空、家电、电力、消防和仪器仪表等行业。折弯作为一种重要的钣金成形方法,折弯工艺的好坏直接影响产品最终成形质量和外观。目前折弯主要采取人工辅助的方式,劳动强度大,生产效率低。为解决上述问题,急需提升该工艺的自动化、信息化和智能化水平,机器人代替人工的方式已成为行业未来的主要发展趋势。

本文针对公司具体情况,采用折弯机器人工作站的形式,结合现有的一台数控折弯机进行改造,使其具有一定的柔性生产能力,可适用于多品种、小批量生产。

现有生产模式

在薄板件的折弯工序中,所用板材上下料为传统的人工传送方式。存在的主要问题有:最大的工件板材厚度为3mm,1325mm×651mm的大尺寸工件,工件质量接近27 kg,这类产品的折弯作业人工操作难度大,需要的体力劳动强度高,且具有潜在的安全隐患风险。

根据上述资料,假定2017年初粤信公司购入KY公司债券划分为以公允价值计量且其变动计入其他综合收益的金融资产,至2018年1月初重分类为以摊余成本计量的金融资产,或重分类为以公允价值计量且其变动计入当期损益的金融资产。粤信公司相关的会计处理如下:

工艺流程

图1 加工流程图

一个完整的工作流程主要包括取料、折弯、堆垛三个阶段,如图1所示。首先将待加工板料、成品摆放台放置完毕,启动系统;其次机器人从上料装置上抓料放置于对中系统中;然后机器人从对中系统中抓取板料,送入折弯机,折弯机跟随折弯。多道折弯时,机器人旋转手臂,将另一待折部位送入折弯机进行折弯,折弯机再次跟随折弯。最后机器人将折弯完成的工件,抓取送入成品摆放台,码放整齐。

综上所述,为提高孕妇的生活质量,提高母亲和胎儿的身心健康水平,对各级卫生行政部门提出建议如下:①逐步把口腔检查纳入孕前检查范畴,做到早发现、早预防、早治疗;②妇幼保健机构要通过各种渠道广泛宣传孕期口腔保健知识,并让孕妇了解孕期口腔疾病应尽早就诊,减轻痛苦;③使所有相关科室的医生能够给予孕妇口腔疾病正确合理的指导意见,让全社会的口腔医生广泛开展孕期口腔治疗,而不必怕担责任而拒绝治疗导致病情恶化;④医疗机构应备有孕妇专用诊室,接诊的医师要具备丰富的知识,精湛的技术及良好的素质,真正为优生优育、提高出生人口素质做出贡献。

系统构成及各单元设计

结合现有的数控折弯机周围空间,完成自动化折弯的各功能区域的布局;主要由六轴机器人、端拾器(机器人手爪)、上料装置、成品码料装置、折弯机(现有)、翻面架、板料定位对中单元(重力对中台)、后挡指位移检测单元、电控系统组成。如图2所示。

图2 各功能区域布局

机器人选型:分析选定的产品对象,最大的工件板材厚度为3mm,1325mm×651mm的大尺寸工件,工件重量接近27 kg,对此尺寸与重量,在综合估算了机器人手臂活动范围及作业区间尺寸的匹配性、抓手自重以及抓取钢板后的重心偏离因素、机器人末端有效负载衰减等因素后,选择了六轴机器人,末端持重≥80 kg,工作半径≥2.5 m。

端拾器的设计:根据工件尺寸及工艺要求(单边折弯、两边折弯或者四边折弯)进行分组,对端拾器的数量及结构提出了设计要求,共需3副端拾器(具体尺寸见表1),端拾器主要由伺服驱动模组、气缸、真空器件组成,吸盘采取分组控制,并配有止回阀,防止单只吸盘漏气时影响其他吸盘吸附作用。

上料拆垛机构的要求:拆垛机构要求实现料垛的粗定位、实现不同规格物料的上下层物料在端拾器抓取物料时有效分离,当料垛上剩最后一块板料时需能检测。本项目采用强力磁性分张装置,实现L形方向上的上层物料轻松分离,磁力分张装置的数量和尺寸可确保各种规格的料坯完全分离;同时料台上配有光电传感器,无料时报警提示。系统采用测量料厚的方式,实现端拾器抓取物料后的双料检测功能。

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重力对中台及翻面系统:重力对中台包含直角对边框、重力滑台以及定位检测装置。物料到达重力对中机构上,做一个短暂停顿,物料在重力滑台上利用工件自重下滑至滑台直角对边框,再通过定位检测传感器确认板料的位置,以供机器人准确的抓取物料。同时采用滚珠式结构,减少滑动过程中的摩擦,以避免对工件表面形成划伤。翻面系统可实现物料码垛时正反两面扣放,例如仪表架面板的两件相扣码放成品料。

表1 三副端拾器尺寸

手爪 说明对应工件手爪1偏心手爪,长1000mm,宽50mm,单排吸盘序号1、序号3、序号4、序号8手爪2不偏心手爪,长600mm,宽200mm,双排吸盘序号2、序号7、序号9、序号10、序号11、序号12、序号13、序号14、序号15、序号16、序号17、序号18、序号19、序号20、序号21手爪3不偏心手爪,长700mm,宽600mm,三排吸盘序号5、序号6

图3 后挡改造图

对折弯机的改造:一是实施了折弯机与机器人的通讯改造;二是对折弯机后挡部位进行改造。经过多次调研分析,最终确定采用四个后挡(手工折弯时为两个后挡)适应长度不同工件的需求,在后挡上采用高精度位移传感器及通讯模块,保证在折弯机下压折弯时的精度。实现自动化折弯过程中的全闭环自动板料对正,如图3所示。

经比较,MR术前检查诊断正确例数为80例,正确率为88.9%(80/90);良性诊断符合率为100.0%(85/85),良恶性鉴别准确率为97.8%(88/90)。

折弯及跟随系统:设备厂家提供了一种实现折弯机器人折弯实时跟随的方法,该方法以折弯机槽口边为轴建立一个外部坐标系。首先,在折弯机槽口任意选择两个点,使得点连线与槽口边重合,然后设定第三点,将其定义为外部坐标系的平面内的点,外部坐标系的轴向量定义为指向,根据相应公式计算出外部轴坐标系轴向量。折弯机开始折弯时把机器人坐标系切换到外部坐标系,并实时计算折弯角度,根据折弯角度旋转外部坐标系的轴,机器人为维持自身位置在外部坐标系下不变,跟随轴旋转,如图4所示。

图4 机器人跟随系统

吸盘的选择:因为在折弯过程中存在翻转、跟随等复杂动作,物料常处于竖直或在吸盘上方的状态,在选用吸盘时,应充分考虑侧向摩擦力和其材质硬度等因素,将物料相对吸盘的偏移、吸盘本身的变形影响降到最低。

安全防护装置:机器人工作范围内由安全护栏及相关设备形成一个封闭区域。并配有三色灯提示系统,作为安全系统的辅助工具;总控能够在机器人、折弯机等设备启停、故障、换料、上下料以及安全报警等各种异常状况发生时及时停机,并报警提示。

结束语

该设备经过改造后基本功能均已得到了验证,该项目的实施,为国产机器人在本公司的首次应用,同时也是首次应用于折弯工序的自动化。该项目的成功实施扩大了自动化设备应用的工种范围,提高生产过程的自动化程度,降低了人工劳动强度,提高了安全性;同时高精度的传感器与运动控制单元保证了折弯的尺寸与角度精度。

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