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机器人技术在金属板材成型精密折弯自动化中的作用

11 月 12, 2024

了解机器人技术如何彻底改变制造业中的钣金成型工艺。探索包括机器人折叠和协作机器人在内的自动化技术，在提高精度、生产率和安全性的同时，满足客户定制需求。了解集成人工智能和物联网的智能制造的未来。

金属板成型：精密折弯自动化

本节将介绍钣金加工在制造业中的应用。它凸显了传统折弯方法所面临的挑战，尤其是在大批量生产环境中的低效率和安全问题。在此，我们将探讨折弯技术的演变，重点关注折弯机的使用。本节详细介绍了数控折弯机如何通过源自 CAD/CAM 数据的编程序列来提高自动化程度。

此外，本节还讨论了自动折弯单元的集成，这种单元将各种设备组合在一起，可实现高效的大批量生产，还讨论了板材折弯机和滚压成型生产线的功能。本节将探讨机械臂在操纵金属板成型方面的能力，以制造复杂的金属板。 3D 打印初创企业无需模具成型。它强调机器人折叠的灵活性和速度，可满足小批量定制零件的需求，并缩短制造周期。

我们对柔性移动机器人（FMR）进行了定义，并解释了其在提高工厂物料搬运效率方面的作用。这一部分将讨论如何轻松调整 FMR 的位置以执行各种任务，应对小批量和定制订单带来的挑战，从而提高资源利用率。本部分重点介绍协作机器人与人类操作员一起安全工作的能力，从而无需设置安全屏障。来自 Atlas Manufacturing 的案例研究说明了这些机器人如何通过处理重复性任务来提高生产率，从而让人类工人能够专注于更复杂的工作。

我们深入探讨了两种主要的编程方法：基于工具的编程和基于材料的编程，前者侧重于预定义的几何形状和工具路径，后者强调设计中的实验性和适应性。本节将讨论这些方法如何影响机器人操作的效率和灵活性。本节概述了机器人自动化在金属板材成型中的众多优势，包括提高生产率、增强精度、节约成本和减少浪费。本节还强调了工作场所安全和人体工程学方面的改进，以解决潜在的职业健康问题。

在此，我们将探讨人工智能和物联网等新兴技术将如何增强机器人钣金制造。此外，我们还讨论了增强现实技术在协助工人完成复杂任务方面的潜力，以及对未来制造业自动化工作流程的预测。本节总结了机器人技术和自动化对金属板材成型的变革性影响，强调了这些进步的长期益处，包括提高生产率、灵活性和全球竞争力。最后一部分回答了有关自动折弯技术、机器人系统在金属板材加工中的优势以及自动化未来趋势等方面的常见问题，为读者提供了有关该主题的更多见解。

金属板材加工是全球公认的制造企业最重要的子部门之一。它是通过不同的操作程序对金属板材成型部件进行修整、成型、整形和连接的过程。在汽车制造的所有流程中，金属板材零件的弯曲是最关键、最耗时的操作之一。最初，压力制动器用于将金属板材按照设定的程序加工成特定的角度或形状，并设定一定的步骤数。

然而，对于大规模生产而言，手动压力制动器操作效率低且不安全。为了克服这些局限性，越来越多地采用了机器人自动化技术。本文将讨论机器人技术和计算机控制的精密度是如何改变压机制动器的。钣金折弯过程。它探讨了各种自动折弯技术，如机器人折叠、柔性移动机器人和压力制动器中的协作机器人技术。此外，还强调了机器人钣金成型的优势。

自动弯曲工艺

长期以来，压力折弯机一直用于将金属，特别是板材折弯成所需的角度和形状。数控加工通过使用根据计算机辅助设计/计算机辅助制造（CAD/CAM）数据为折弯顺序开发的程序，自动操作折弯机。机器人自动将金属板材成型坯料有效地装载和卸载到折弯机中，实现连续生产。

自动折弯单元集成了压力折弯机、机器人和其他设备，可对零件进行全自动的大批量折弯。板材折弯机也由 PC 控制，可重复将金属板折弯成盒子、橱柜和其他三维形状。自动滚压成型生产线通过辊筒排列将卷材制成长直型材。总之，自动成型机提高了弯曲精度，减少了废品和返工。

机器人金属板折叠

机器人手臂可操作金属板成型，并将其精确折叠成复杂的三维几何形状，而无需模具成型。这样就不需要昂贵的定制工具，可以快速生产小批量零件。机器人利用专门的末端执行器快速、精确地弯曲和滚动材料。与模具成型方法相比，机器人折叠在制造非标准的复杂形状时具有更好的灵活性。它有助于满足小批量定制需求。重复折叠功能也可实现自动化。总之，机器人折叠可缩短制造周期，降低特殊应用的成本。

灵活的移动机器人

柔性移动机器人（FMR）是可移动的机械手该系统可在工厂内不同制造工序之间进行运输。与钣金成型部件的人工搬运相比，这提高了材料搬运的效率。FMR 可以通过叉车、托盘千斤顶或自动导引车轻松地在加工机器附近重新定位。一旦停靠在设备附近，机器人就会执行抓取、送料和入库功能。装载工具后，全自动生产流程开始，无需人工辅助。在一台机器上完成一项工作后，FMR 可以根据生产需要被调到另一个区域。与固定式机器人单元相比，这种分布式自动化方法提高了车间资源利用的灵活性。FMR 解决了小批量生产和定制订单的难题。

冲压制动器中的协作机器人技术

协作机器人可以协助人类操作员工作，而无需使用安全围栏。在 Atlas Manufacturing 公司，Rethink Robotics 公司的协作机器人在完成繁琐的任务后，还能执行压力制动工作。该机器人模仿人类操作员，通过感知与前规工作台的接触来启动成型循环。

前置装置可帮助定位坯料，实现一致的弯曲。机器人可以 "感觉 "到接触，以便为后续弯曲正确放置零件。这种自动化单元生产支架的速度比人工快得多，而且成本更低。操作员可将更多时间花在复杂的工作上，而不是枯燥的压制简单零件。编程涉及机器人的物理移动，而不是像工业机器人那样对每条路径进行编程。

通过工具编程

演绎工程方法侧重于工具的承受能力，即预先确定几何形状并决定工具路径，以便在机械限制条件下生成所需的形状。例如，在为冲压制动工作的协作机器人编程时，首先要确定所需的零件几何形状。然后，根据机器人和制动器的限制条件，选择材料、工具序列、夹具和夹具，以精确制造该几何形状。这有助于通过可重复性实现已知标准件的批量生产。

通过材料编程

相反，归纳式设计方法则是通过实验和测试学习来研究材料特性。这种创造性的方法探索形式，评估材料行为变化，并确定机器人的最佳性能。运动学在编程过程中。在这种方法中，自动化概念是通过测试来开发的，测试内容包括不断变化的形状、金属板成型响应和机器人运动规划之间的相互作用。这种归纳式编程方法可定制生产，同时优先考虑创新而非标准化。它适用于制造强调适应性的小批量专用部件。

机器人钣金成型的优势

与人工相比，成型机器人可以长时间不间断工作，生产速度更快。这大大提高了整体产量和工厂产能。自动化可以重复精确地复制生产步骤。这使得钣金成型部件的尺寸精度和表面质量更加一致。最大限度地减少人为错误。机器人技术减少了人工成本和浪费。通过提高产量、减少废料、灵活操作和提高全球竞争力，长期降低成本，从而使自动化的初始投资得到回报。

机器人折弯可提供人工工艺难以企及的高成型精度。自动化系统可确保复杂的形状符合规格要求。重复性的金属板材成型任务会对职业健康产生潜在影响，如肌肉骨骼疾病，而自动化系统可通过更智能的工作场所人体工程学设计来解决这一问题。通过编程，机器人可以高效处理各种金属板材，消除了小批量加工中基于工具的不灵活性。通过更改编程，生产变化调整变得更加容易。将危险的手工操作自动化钣金这些任务可降低夹点、重物搬运和机器与操作员互动造成的伤害风险，从而提高职业安全。

机器人钣金成型的未来

未来，新兴的数字技术将增强机器人钣金制造的能力。人工智能和物联网将优化设备性能管理。人工智能系统可以利用机器学习算法处理实时机械状态数据，预先预测故障。这样就能通过预测性维护最大限度地减少停机时间。增强现实应用将通过直接在生产环境中叠加 AR 来协助工人完成复杂的任务。

通过这种制造方式，可以快速方便地创建模型，并在需要时打印金属夹具、固定装置和工具。无人驾驶运输可自动加快材料转移。预计未来的钣金成型车间将展示与 AR 和 AI 相结合的先进机器人技术、三维打印和自动化。钣金加工将强调利用模块化机器人装置进行灵活的定制生产，而不是专用的自动化生产线。总之，数字化和智能制造理念将使该行业朝着通过计算机控制机器人进行高效定制折弯的方向转变。