板金成形における精密曲げ加工の自動化におけるロボティクスの役割

ロボット工学が製造業の板金成形工程にどのような革命をもたらしているかをご覧ください。精密性、生産性、安全性を向上させながら、カスタマイズの需要にも対応する、ロボット折り畳みや協働ロボットなどの自動化技術をご覧ください。AIとIoTの統合によるスマート製造の未来について学びます。

板金成形：精密曲げ加工の自動化

このセクションでは 板金加工 製造業における従来の曲げ加工法が直面している課題、特に大量生産環境における非効率性や安全性への懸念が浮き彫りになっています。ここでは、プレスブレーキの使用に焦点を当て、曲げ技術の進化を探ります。このセクションでは、CNCプレスブレーキがCAD/CAMデータからプログラムされたシーケンスによって自動化をどのように強化するかについて詳しく説明します。

さらに、効率的な大量生産のためにさまざまな機器を組み合わせた自動ベンディングセルの統合や、パネルベンダーとロール成形ラインの機能についても説明します。このセクションでは、複雑な板金成形を操作するロボットアームの能力を検証します。 3Dプリンティング・スタートアップ 金型による成形を必要としません。ロボットによる折り畳みの柔軟性とスピードを強調し、少量生産でカスタマイズされた部品の需要に応え、製造リードタイムを短縮します。

フレキシブル・モバイル・ロボット（FMR）を定義し、工場内でのマテリアルハンドリングの効率化におけるFMRの役割について説明します。このパートでは、FMRが様々なタスクを実行するためにどのように簡単に再配置できるかを説明し、小ロットサイズやカスタムオーダーがもたらす課題に対処することで、リソースの利用率を向上させます。このセクションでは、協働ロボットが人間のオペレーターと一緒に安全に作業できるため、安全バリアが不要であることを強調します。アトラスマニュファクチャリングのケーススタディでは、これらのロボットが繰り返し作業を処理することで生産性を向上させ、人間の作業員がより複雑な作業に集中できるようになることを説明しています。

私たちは、2つの主要なプログラミングアプローチを掘り下げます。すなわち、事前定義された形状とツールパスを重視するツーリングベースのプログラミングと、設計における実験と適応性を重視するマテリアルベースのプログラミングです。このセクションでは、これらの方法論がロボット操作の効率性と柔軟性にどのような影響を与えるかについて説明します。このセクションでは、生産率の向上、精度の向上、コスト削減、廃棄物の削減など、シートメタルフォーミングにおけるロボットによる自動化の数々の利点について概説します。また、職場の安全性と人間工学の改善にも焦点を当て、潜在的な労働衛生問題に対処します。

ここでは、AIやIoTなどの新技術が、ロボットによる板金加工をどのように強化するかを探ります。また、複雑な作業中に作業員を支援する拡張現実の可能性と、製造における自動ワークフローの将来予測についても説明します。このセクションでは、生産性、柔軟性、国際競争力の向上など、これらの進歩がもたらす長期的なメリットを強調しながら、ロボット工学と自動化が板金成形にもたらす変革的な影響についてまとめています。最後のセクションでは、自動曲げ技術、板金加工におけるロボットシステムの利点、自動化の将来的な動向に関する一般的な質問に答え、読者にこのトピックに関するさらなる洞察を提供します。

板金加工は、あらゆる製造企業において最も重要なサブ部門の一つとして世界的に認知されています。板金加工とは、さまざまな作業手順を経て、板金成形部品をトリミング、成形、整形、接合する工程です。板金部品の曲げ加工は、自動車製造に関わるすべての工程の中でも、極めて重要で時間のかかる作業のひとつです。もともとプレスブレーキは、決まったステップ数のプログラムに従って板金を特定の角度や形状に成形するために使用されます。

しかし、手作業によるプレスブレーキは非効率で、大量生産には危険です。これらの限界を克服するために、ロボットによる自動化がますます採用されています。この記事では、ロボット工学とコンピュータ制御の精度がどのように変化しているかについて説明します。 板金曲げ プロセス。ロボットによる折り曲げ、フレキシブルな移動ロボット、プレスブレーキにおける協働ロボットなど、さまざまな自動曲げ技術を探求しています。また、ロボットによる板金成形の利点も強調されています。

曲げ加工の自動化

プレスブレーキは、金属、特に板材を希望する角度や形状に曲げるために長い間使用されてきました。 CNC加工 CAD/CAMデータから曲げシーケンス用に開発されたプログラムにより、プレスブレーキを自動運転。プレスブレーキへの板金成形ブランクの自動搬入・搬出をロボットが効率よく行い、連続生産を実現します。

自動曲げセルには、プレスブレーキ、ロボット、その他の装置が統合されており、大量の部品の完全自動曲げ加工が可能です。パネルベンダーもPC制御で、シートメタルを箱、キャビネット、その他の3D形状に繰り返し曲げ加工します。自動化されたロール成形ラインでは、コイル材からローラーを通して長い直線部分を成形します。全体として、自動成形機は曲げ精度を向上させ、スクラップや再加工を削減します。

ロボット板金折りたたみ

ロボットアームがシートメタル成形を操作し、金型ベースの成形を必要とせずに、複雑な3D形状に正確に折り曲げます。これにより、高価なカスタマイズ金型が不要になり、少量生産部品の迅速な生産が可能になります。ロボットは特殊なエンドエフェクタを使用して、迅速かつ正確に材料を折り曲げたり転がしたりします。ロボットによる折り曲げ加工は、非標準の複雑な形状の製造において、金型を使用する方法よりも優れた柔軟性を提供します。小ロットのカスタマイズ要求にも対応できます。また、折りたたみの繰り返し作業も自動化できます。全体的に、ロボット折り畳みは、特殊なアプリケーションの製造リードタイムとコストを削減します。

フレキシブルな移動ロボット

フレキシブル・モバイル・ロボット（FMR）は、移動可能なロボットです。 無機質 工場内の異なる加工工程間を搬送するシステム。これにより、シートメタル成形部品の手作業による移動と比較して、マテリアルハンドリングの効率が向上します。FMRは、フォークリフト、パレットジャッキ、自動搬送車によって加工機の近くに簡単に再配置されます。装置の近くにドッキングされると、ロボットは把持、供給、ストック機能を実行します。工具がセットされると、人間の手を借りずに完全自動化された製造プロセスが開始されます。1台の機械で作業を完了した後、FMRは生産ニーズに応じて別のエリアに動員することができます。この分散型自動化アプローチにより、固定型ロボットセルと比較して、工場フロアのリソース利用の柔軟性が向上します。FMRは、小ロットサイズやカスタムオーダーの課題に対応します。

プレスブレーキにおける協調ロボティクス

安全柵を設置することなく、協働ロボットが人間のオペレーターを補助しながら作業することが可能です。アトラスマニュファクチャリング社では、面倒な作業が受け入れられ、Rethink Robotics社の協働ロボットがプレスブレーキ作業を行っています。このロボットは、フロントゲージテーブルとの接触を感知して成形サイクルを開始することで、人間のオペレーターを模倣します。

フロンテージがブランクの位置決めを行い、安定した曲げ加工を行います。ロボットは接触を "感じる "ことができ、その後の曲げのために部品を適切に配置します。この自動化されたセルでは、手作業よりもはるかに早く、低コストでブラケットを生産することができます。オペレーターは、単純な部品のプレスに時間を費やすよりも、複雑な作業に時間を費やすことができます。プログラミングは、産業用ロボットのように各パスをプログラミングするのではなく、ロボットを物理的に動かします。

ツーリングによるプログラミング

演繹的エンジニアリング手法では、形状が事前に決定され、機械的制約の中で所望の形状を生成するためにツールパスを決定するツールのアフォーダンスに焦点を当てます。例えば、プレスブレーキ作業用の協働ロボットをプログラミングする場合、まず希望する部品の形状が確立されます。次に、ロボットとブレーキの制約に従って、その形状を正確に製造するために、材料、ツールシーケンス、グリッパー、治具が選択されます。これにより、再現性によって既知の標準部品の大量生産が容易になります。

素材によるプログラミング

逆に、アブダクティブデザインアプローチでは、実験とテストベースの学習を通じて材料特性を調査します。この創造的な手法は、形状を探求し、材料の挙動のバリエーションを評価し、最適なロボットを決定します。 運動学 プログラミング中にこの方法では、進化する形状、シートメタル成形の反応、ロボットの動作計画の相互作用を検証するテストを通じて、自動化コンセプトを開発します。このアブダクティブ・プログラミング手法は、標準化よりも革新を優先しながら、生産をカスタマイズします。適応性を重視した少量の特殊部品の製造に適しています。

ロボット板金成形の利点

成形ロボットは、手作業に比べ、より速い生産速度で長時間ノンストップで作業することができます。これにより、全体の生産量と工場の生産能力が大幅に向上します。自動化により、製造ステップを繰り返し正確に再現することができます。その結果、シートメタル成形部品の寸法精度と表面品質の一貫性が向上します。ヒューマンエラーを最小限に抑えます。ロボティクスは人件費と廃棄物を削減します。自動化への初期投資は、スループットの向上、スクラップの最小化、柔軟なオペレーション、国際競争力から達成される長期的なコスト削減によって回収されます。

ロボットによる曲げ加工は、手作業では一貫して対応することが難しい高い成形精度を実現します。自動化されたシステムは、仕様に適合した複雑な形状を保証します。反復的な板金成形作業は、筋骨格系障害などの潜在的な労働衛生上の影響がありますが、自動化はよりスマートな職場エルゴノミクスによって対処します。プログラミングにより、ロボットは様々な金属板を効率的に扱うことができ、少量生産のための工具ベースの製造の柔軟性を排除します。プログラミングの変更により、生産変動の調整が容易になります。危険な手作業の自動化 板金 タスクは、ピンチポイント、重量物の持ち上げ、機械とオペレーターの相互作用による怪我のリスクを低減することで、労働安全性を向上させます。

ロボット板金成形の未来

新たなデジタル技術は、将来的にロボット板金加工の能力を増強します。AIとIoTは設備性能管理を最適化します。AIシステムは、機械学習アルゴリズムを使用してリアルタイムの機械状態データを処理し、故障を事前に予測することができます。これにより、予知保全を通じてダウンタイムを最小限に抑えることができます。拡張現実（AR）アプリケーションは、生産環境にARオーバーレイを直接表示することで、複雑な作業中の作業員を支援します。

この製造により、迅速で便利なモデルの作成が可能になり、金属製の治具、固定具、工具を必要なときに必要なだけ印刷することができます。ドライバーレス輸送は、自律的に材料の移動を促進します。将来のシートメタル成形工場は、ARやAIと統合された高度なロボット工学を披露すると予測されています、 3Dプリンティング と自動化。板金加工は、専用の自動化された生産ラインではなく、モジュール化されたロボットユニットによるフレキシブルなカスタマイズ生産を重視するようになるでしょう。全体として、デジタル化とスマート製造のコンセプトは、コンピュータ制御のロボットによる高効率のカスタマイズ曲げ加工へと、このセクターを変えていくでしょう。

結論

結論として、ロボット工学とコンピュータ制御システムは、自動化によって板金加工工程に革命をもたらしています。従来は労働集約的な手作業であったシートメタル成形部品の精密曲げ加工も、現在ではさまざまなロボット技術を使って効率的に行うことができます。ロボットによる折り曲げ、フレキシブルな移動ロボット、プレスブレーキにおける協働ロボットなどの自動化された曲げ加工方法は、手作業に比べて高い生産率と部品品質の一貫性を保証します。

ロボットシステムは、反復性ストレス傷害などの問題に対処し、板金成形工場における職場の安全性を向上させます。初期投資コストは、生産性の向上、コストの最小化、柔軟な製造、国際競争力などの長期的なメリットによって相殺されます。高度なデジタル技術は、高度に自動化された少量のカスタム曲げアプリケーションに向けて、スマートロボット板金加工をさらに強化します。

よくあるご質問

Q: 一般的に使用されている自動曲げ技術にはどのようなものがありますか？

A: この記事で取り上げている一般的な自動曲げ方式には、CNCプレスブレーキ、自動曲げセル、ロボット板金折り曲げ、パネルベンダー、自動ロール成形ライン、プレスブレーキ用協働ロボティクスなどがあります。CNCプレスブレーキは、プログラムされた曲げシーケンスをデジタルで実行します。ベンディングセルは、プレスブレーキ、ロボット、その他の機器を統合します。ロボットによる折り曲げは、複雑な3D形状を金型なしで成形します。

Q: ロボットシステムは板金曲げ加工にどのような利点をもたらしますか？

A: ロボットによる自動化は、手作業による曲げ加工に比べて高い生産性、精度、品質の一貫性を実現します。成形ロボットは、より高速で、より長時間ノンストップで動作することができます。プロセスの複製により、不良や無駄を最小限に抑えることができます。自動化は人件費を削減し、安全性を向上させます。フレキシブルなロボットは、再プログラミングにより様々な金属板に対応します。

Q：記事によると、オートメーションの将来はどうなるのでしょうか？

A: この記事では、新たなテクノロジーがロボット板金成形を強化すると予測しています。AIとIoTは、オンライン設備性能分析による予知保全を可能にするでしょう。拡張現実は、複雑な作業中の作業員を支援します。アディティブ・マニュファクチャリングは、オーダーメイドのローカル金型製造を促進します。ドライバーレス輸送により、工場内での材料移動が迅速化。