Die Rolle der Robotik bei der Automatisierung des Präzisionsbiegens in der Blechumformung

Entdecken Sie, wie die Robotik die Blechumformung in der Fertigung revolutioniert. Entdecken Sie automatisierte Techniken, einschließlich Roboterfaltung und kollaborative Roboter, die Präzision, Produktivität und Sicherheit verbessern und gleichzeitig den Anforderungen der Kunden gerecht werden. Erfahren Sie mehr über die Zukunft der intelligenten Fertigung mit KI und IoT-Integration.

Blechumformung: Automatisiertes Präzisionsbiegen

In diesem Abschnitt wird die entscheidende Rolle von Herstellung von Blechen in der Fertigung. Sie zeigt die Herausforderungen auf, mit denen die traditionellen Biegeverfahren konfrontiert sind, insbesondere ihre Ineffizienz und ihre Sicherheitsbedenken in der Großserienfertigung. Hier untersuchen wir die Entwicklung der Biegetechniken und konzentrieren uns dabei auf den Einsatz von Abkantpressen. In diesem Abschnitt wird erläutert, wie CNC-Abkantpressen die Automatisierung durch programmierte Abläufe, die aus CAD/CAM-Daten abgeleitet werden, verbessern.

Darüber hinaus wird die Integration von automatisierten Biegezellen erörtert, in denen verschiedene Geräte für eine effiziente Großserienproduktion kombiniert werden, sowie die Funktionalitäten von Blechbiege- und Rollformanlagen. Dieser Abschnitt untersucht die Fähigkeiten von Roboterarmen bei der Manipulation der Blechumformung zur Herstellung komplexer 3D-Druck Startups ohne die Notwendigkeit einer werkzeugbasierten Formgebung. Es betont die Flexibilität und Geschwindigkeit des Roboterfaltens, das die Anforderungen an kundenspezifische Teile in kleinen Stückzahlen erfüllt und die Fertigungszeiten verkürzt.

Wir definieren flexible mobile Roboter (FMRs) und erläutern ihre Rolle bei der Verbesserung der Effizienz des Materialhandlings in Fabriken. In diesem Teil wird erörtert, wie FMRs leicht neu positioniert werden können, um verschiedene Aufgaben auszuführen, um die Herausforderungen kleinerer Losgrößen und kundenspezifischer Aufträge zu bewältigen und so die Ressourcenauslastung zu verbessern. In diesem Abschnitt wird die Fähigkeit kollaborierender Roboter hervorgehoben, sicher an der Seite menschlicher Bediener zu arbeiten, wodurch die Notwendigkeit von Sicherheitsbarrieren entfällt. Eine Fallstudie von Atlas Manufacturing veranschaulicht, wie diese Roboter die Produktivität steigern, indem sie sich wiederholende Aufgaben übernehmen, so dass sich die menschlichen Mitarbeiter auf komplexere Aufgaben konzentrieren können.

Wir befassen uns mit zwei primären Programmieransätzen: der werkzeugbasierten Programmierung, die sich auf vordefinierte Geometrien und Werkzeugpfade konzentriert, und der materialbasierten Programmierung, die das Experimentieren und die Anpassungsfähigkeit im Design betont. In diesem Abschnitt wird erörtert, wie sich diese Methoden auf die Effizienz und Flexibilität von Roboteroperationen auswirken. In diesem Abschnitt werden die zahlreichen Vorteile der Roboterautomatisierung in der Blechumformung beschrieben, darunter höhere Produktionsraten, verbesserte Präzision, Kosteneinsparungen und Abfallreduzierung. Außerdem werden Verbesserungen bei der Sicherheit und Ergonomie am Arbeitsplatz hervorgehoben, die sich mit potenziellen Problemen der Gesundheit am Arbeitsplatz befassen.

Hier untersuchen wir, wie aufkommende Technologien wie KI und IoT die robotergestützte Blechfertigung verbessern werden. Das Potenzial von Augmented Reality zur Unterstützung von Arbeitern bei komplexen Aufgaben und Vorhersagen für die Zukunft automatisierter Arbeitsabläufe in der Fertigung werden ebenfalls diskutiert. Dieser Abschnitt fasst die transformativen Auswirkungen von Robotik und Automatisierung auf die Blechbearbeitung zusammen und betont die langfristigen Vorteile dieser Fortschritte, einschließlich erhöhter Produktivität, Flexibilität und globaler Wettbewerbsfähigkeit. Der letzte Abschnitt beantwortet häufig gestellte Fragen zu automatisierten Biegetechniken, den Vorteilen von Robotersystemen in der Blechbearbeitung und zukünftigen Trends in der Automatisierung und bietet dem Leser zusätzliche Einblicke in das Thema.

Die Herstellung von Blechen ist weltweit als einer der wichtigsten Teilbereiche eines jeden Fertigungsunternehmens anerkannt. Dabei handelt es sich um den Prozess des Beschneidens, Formens, Gestaltens und Verbindens von Blechformteilen durch verschiedene Arbeitsgänge. Das Biegen von Blechteilen ist einer der wichtigsten und zeitaufwändigsten Vorgänge in der Automobilherstellung. Ursprünglich werden Abkantpressen verwendet, um Bleche nach einem festgelegten Programm in einer bestimmten Anzahl von Schritten in bestimmte Winkel oder Formen zu bringen.

Der manuelle Betrieb von Abkantpressen ist jedoch ineffizient und unsicher für die Massenproduktion. Um diese Einschränkungen zu überwinden, wird zunehmend auf Automatisierung durch Robotik gesetzt. Dieser Artikel beschreibt, wie Robotik und computergesteuerte Präzision die Blechbiegen Prozesse. Es werden verschiedene automatisierte Biegetechniken wie Roboterfaltung, flexible mobile Roboter und kollaborative Robotik in Abkantpressen untersucht. Die Vorteile der robotergestützten Blechbearbeitung werden ebenfalls hervorgehoben.

Automatisierte Biegevorgänge

Abkantpressen werden seit langem zum Biegen von Metallen, insbesondere von Blechen, in die gewünschten Winkel und Formen verwendet. CNC-Bearbeitung Abkantpressen werden automatisch betrieben, indem das Programm verwendet wird, das für die Biegefolge aus CAD/CAM-Daten entwickelt wurde. Die Roboter be- und entladen die Abkantpressen für die kontinuierliche Fertigung automatisch und effizient mit Blechzuschnitten.

Automatisierte Biegezellen integrieren Abkantpressen, Roboter und andere Geräte zum vollautomatischen Biegen von Teilen in großen Mengen. Plattenbiegeanlagen sind ebenfalls PC-gesteuert und ermöglichen das wiederholbare Biegen von Blechen zu Kisten, Schränken und anderen 3D-Formen. Automatisierte Walzprofilieranlagen formen lange gerade Abschnitte aus Coilmaterial durch eine Anordnung von Walzen. Insgesamt verbessern automatisierte Umformmaschinen die Biegepräzision und reduzieren Ausschuss und Nacharbeit.

Robotisches Blechfalten

Roboterarme manipulieren die Blechumformung und falten sie präzise in komplizierte 3D-Geometrien, ohne dass eine werkzeugbasierte Umformung erforderlich ist. Dies macht teure kundenspezifische Werkzeuge überflüssig und ermöglicht eine schnelle Produktion von Teilen in kleinen Stückzahlen. Die Roboter verwenden spezielle Endeffektoren, um das Material mit Geschwindigkeit und Präzision zu biegen und zu rollen. Das robotergestützte Falten bietet mehr Flexibilität als werkzeuggestützte Methoden bei der Herstellung nicht standardisierter komplexer Formen. Es hilft dabei, die Anforderungen an die Individualisierung von Kleinserien zu erfüllen. Auch die sich wiederholenden Faltfunktionen können automatisiert werden. Insgesamt reduziert das Roboterfalten die Fertigungszeiten und -kosten für spezielle Anwendungen.

Flexible mobile Roboter

Flexible mobile Roboter (FMRs) sind bewegliche Roboter Systeme, die zwischen verschiedenen Fertigungsprozessen innerhalb einer Fabrik transportieren. Dies erhöht die Effizienz des Materialtransports im Vergleich zur manuellen Bewegung von Blechformteilen. FMRs lassen sich leicht mit Gabelstaplern, Hubwagen oder fahrerlosen Transportsystemen in der Nähe von Verarbeitungsmaschinen positionieren. Sobald die Roboter in der Nähe der Maschinen angedockt sind, übernehmen sie die Funktionen Greifen, Zuführen und Lagern. Nachdem die Werkzeuge geladen sind, beginnt der vollautomatische Fertigungsprozess ohne menschliche Hilfe. Nach Beendigung eines Auftrags an einer Maschine kann der FMR je nach Produktionsbedarf in einen anderen Bereich verlegt werden. Dieser verteilte Automatisierungsansatz verbessert im Vergleich zu stationären Roboterzellen die Flexibilität bei der Nutzung der Ressourcen im Werk. FMRs sind die Antwort auf die Herausforderungen kleinerer Losgrößen und kundenspezifischer Aufträge.

Kollaborative Robotik in Abkantpressen

Es ist möglich, mit kollaborierenden Robotern zu arbeiten, die menschliche Bediener unterstützen, ohne dass ein Sicherheitszaun erforderlich ist. Bei Atlas Manufacturing übernimmt ein kollaborierender Roboter von Rethink Robotics die Arbeit an der Abkantpresse, nachdem das Unternehmen die mühsamen Aufgaben übernommen hatte. Der Roboter ahmt einen menschlichen Bediener nach, indem er den Kontakt mit dem Vorderanschlagtisch erkennt, um den Umformzyklus zu starten.

Eine Vorderseite hilft bei der Positionierung des Rohlings für konsistentes Biegen. Der Roboter kann den Kontakt "fühlen", um die Teile für die nachfolgenden Biegungen richtig zu platzieren. Diese automatisierte Zelle produziert Halterungen viel schneller als manuelle Arbeit zu geringeren Kosten. Die Bediener verbringen mehr Zeit mit komplizierten Aufgaben als mit dem stumpfen Pressen einfacher Teile. Bei der Programmierung muss der Roboter physisch bewegt werden, anstatt wie bei Industrierobotern jeden Weg zu programmieren.

Programmierung über Tooling

Eine deduktive Konstruktionsmethodik konzentriert sich auf die Möglichkeiten von Werkzeugen, wobei die Geometrie vorgegeben ist und die Werkzeugwege so gewählt werden, dass die gewünschte Form innerhalb der mechanischen Beschränkungen erzeugt wird. Bei der Programmierung eines kollaborierenden Roboters für Abkantarbeiten zum Beispiel wird zunächst die gewünschte Teilegeometrie festgelegt. Dann werden die Materialien, Werkzeugfolgen, Greifer und Vorrichtungen ausgewählt, um diese Geometrie unter Berücksichtigung der Vorgaben des Roboters und der Abkantpresse präzise zu fertigen. Dies erleichtert die Massenproduktion von bekannten Standardteilen durch Wiederholbarkeit.

Programmierung über Material

Umgekehrt untersucht ein abduktiver Designansatz die Materialeigenschaften durch Experimentieren und testbasiertes Lernen. Diese kreative Methodik erforscht die Form, bewertet die Variationen des Materialverhaltens und bestimmt den optimalen Roboter. Kinematik während der Programmierung. Bei dieser Methode wird das automatisierte Konzept durch Tests entwickelt, die das Zusammenspiel zwischen sich entwickelnden Formen, der Reaktion der Blechumformung und der Bewegungsplanung des Roboters untersuchen. Diese abduktive Programmiermethode ermöglicht eine kundenindividuelle Produktion, bei der Innovation Vorrang vor Standardisierung hat. Sie eignet sich für die Herstellung von spezialisierten Komponenten in kleinen Stückzahlen, wobei der Schwerpunkt auf der Anpassungsfähigkeit liegt.

Vorteile der robotergestützten Blechumformung

Formgebungsroboter können über Stunden hinweg ohne Unterbrechung arbeiten, und das bei höheren Produktionsraten als bei manueller Arbeit. Dies steigert die Gesamtproduktion und die Kapazität der Fabrik erheblich. Die Automatisierung ermöglicht eine wiederholte exakte Reproduktion von Fertigungsschritten. Dies führt zu einer höheren Maßgenauigkeit und gleichbleibenden Oberflächenqualität der gefertigten Blechumformteile. Sie minimiert menschliche Fehler. Die Robotik reduziert die Arbeitskosten und den produzierten Abfall. Die anfängliche Investition in die Automatisierung zahlt sich durch langfristige Kostensenkungen aus, die durch verbesserten Durchsatz, minimierten Ausschuss, flexible Abläufe und globale Wettbewerbsfähigkeit erzielt werden.

Robotisches Biegen liefert eine hohe Formungspräzision, die bei manuellen Verfahren nur schwer zu erreichen ist. Automatisierte Systeme sorgen für komplizierte Formen, die den Spezifikationen entsprechen. Sich wiederholende Aufgaben bei der Blechumformung haben potenzielle Auswirkungen auf die Gesundheit am Arbeitsplatz, wie z.B. Muskel-Skelett-Erkrankungen, die durch die Automatisierung durch eine bessere Ergonomie am Arbeitsplatz vermieden werden können. Die Programmierung ermöglicht es den Robotern, eine breite Palette von Blechen effizient zu bearbeiten, wodurch die Unflexibilität der werkzeuggestützten Fertigung bei geringen Stückzahlen entfällt. Anpassungen der Produktionsvariationen sind durch Programmieränderungen einfacher. Automatisierung der gefährlichen manuellen blech Aufgaben verbessert die Sicherheit am Arbeitsplatz, indem es das Risiko von Verletzungen durch Quetschstellen, schweres Heben und die Interaktion zwischen Maschine und Bediener verringert.

Die Zukunft der robotergestützten Blechumformung

Aufkommende digitale Technologien werden die Möglichkeiten der robotergestützten Blechbearbeitung in Zukunft erweitern. KI und IoT werden das Leistungsmanagement von Maschinen optimieren. KI-Systeme können mit Hilfe von Algorithmen des maschinellen Lernens Maschinenzustandsdaten in Echtzeit verarbeiten, um Ausfälle präventiv vorherzusagen. Dies minimiert Ausfallzeiten durch vorausschauende Wartung. Augmented-Reality-Anwendungen werden die Arbeiter bei komplizierten Aufgaben durch AR-Overlays direkt in der Produktionsumgebung unterstützen.

Durch diese Fertigung lassen sich Modelle schnell und bequem erstellen, und Metallvorrichtungen und Werkzeuge können nach Bedarf gedruckt werden. Der fahrerlose Transport beschleunigt den autonomen Materialtransport. Zukünftige Werkstätten für die Blechbearbeitung werden voraussichtlich fortschrittliche Robotertechnik mit AR und KI integrieren, 3D-Druck und Automatisierung. In der Blechverarbeitung wird der Schwerpunkt auf der flexiblen, kundenspezifischen Produktion mit modularen Robotereinheiten anstelle von speziellen automatisierten Produktionslinien liegen. Insgesamt werden die Digitalisierung und intelligente Fertigungskonzepte den Sektor in Richtung hocheffizienter kundenspezifischer Biegungen durch computergesteuerte Roboter umgestalten.

Fazit

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Robotik und Computersteuerungssysteme die Prozesse der Blechbearbeitung durch Automatisierung revolutionieren. Das Präzisionsbiegen von Blechformteilen, das traditionell eine arbeitsintensive manuelle Aufgabe ist, kann jetzt mit verschiedenen Robotertechniken effizient durchgeführt werden. Automatisierte Biegemethoden wie das Roboterfalten, flexible mobile Roboter und kollaborierende Roboter in Abkantpressen sorgen für höhere Produktionsraten und eine gleichbleibende Qualität der Teile im Vergleich zu manuellen Verfahren.

Robotersysteme beugen Verletzungen durch wiederkehrende Belastungen vor und verbessern die Sicherheit am Arbeitsplatz in der Blechbearbeitung. Die anfänglichen Investitionskosten werden durch langfristige Vorteile wie erhöhte Produktivität, minimierte Kosten, flexible Fertigung und globale Wettbewerbsfähigkeit ausgeglichen. Fortgeschrittene digitale Technologien werden die intelligente robotergestützte Blechbearbeitung in Richtung hochautomatisierter kundenspezifischer Biegeanwendungen in kleinen Stückzahlen weiter verbessern.

FAQs

F: Welche automatischen Biegetechniken werden häufig verwendet?

A: Zu den gängigen automatisierten Biegemethoden, die in diesem Artikel besprochen werden, gehören CNC-Abkantpressen, automatisierte Biegezellen, robotergestütztes Blechbiegen, Plattenbieger, automatisierte Walzprofilieranlagen und kollaborative Robotik für Abkantpressen. CNC-Abkantpressen führen programmierte Biegefolgen digital aus. Biegezellen integrieren Abkantpressen, Roboter und andere Geräte. Robotisches Abkanten formt komplexe 3D-Geometrien ohne Matrizen.

F: Welche Vorteile bieten Robotersysteme für das Biegen von Blechen?

A: Die Automatisierung durch Roboter bietet im Vergleich zum manuellen Biegen eine höhere Produktivität, Präzision und gleichbleibende Qualität. Biegeroboter können über längere Zeiträume und mit höherer Geschwindigkeit ohne Unterbrechung arbeiten. Die Prozessreplikation minimiert Fehler und Abfall. Die Automatisierung senkt die Arbeitskosten und verbessert die Sicherheit. Flexible Roboter können durch Neuprogrammierung eine Vielzahl von Blechen bearbeiten.

F: Wie sieht die Zukunft der Automatisierung laut diesem Artikel aus?

A: Der Artikel sagt voraus, dass neue Technologien die robotergestützte Blechumformung verbessern werden. KI und IoT werden eine vorausschauende Wartung durch Online-Analyse der Maschinenleistung ermöglichen. Augmented Reality wird die Arbeiter bei komplexen Aufgaben unterstützen. Additive Fertigung wird die Herstellung von maßgeschneiderten Werkzeugen vor Ort erleichtern. Der fahrerlose Transport wird den Materialtransport in den Fabriken beschleunigen.