数控折弯机折圆弧技巧（机器人折弯单元改善钣金加工工艺的浅析）

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机器人折弯单元改善钣金加工工艺的浅析（上）

机器人折弯模拟演示

针对用户工件，工程师通过计算机模拟(图7)，可以分析9刀折弯步序的工况情况，包括机床主参数开启高度、行程、喉口和工作台的尺寸选择以及上下模具形状和配对组合情况，这样对于设计和实际应用有着可行的理论基础。

机器人折弯单元系统特点

⑴多品种生产，产品切换无需首片测试，无需编程示教，在10分钟以内完成产品型号生产切换。

⑵无需专业技工，只需学习能力强、愿意钻研的操作工。

图7 机器人折弯模拟演示

⑶100%保证产品精度。

⑷世界一流品牌部件集成，确保系统安全可靠。

⑸布局合理，外观大气。

机器人折弯单元技术特点

设计研发

在机器人折弯单元设计研发中，一是要注重用户个性化需求和定制化的特点，以客户的需求为第一要务，在每个技术方案的制定中与客户进行详细的技术交流；二是对客户提供的工件加工图纸进行计算机模拟分析；三是对客户的典型工件进行现场打样试验；四是对客户的工件进行分类分析和数据处理。在确认上述程序性工作完成后，再进行技术方案的制定，在技术方案和方案图得到客户认可后就进行全面设计。

LAG机器人折弯单元在设计上采用先进的三维设计，在材料、结构、传感器、实时补偿、随动、激光角度测量、自动换模、自动换抓手、软件及控制、参数化编程、离线编程、生产管理软件和总线控制技术方面全部采用和选用国际一流软硬件品牌。折弯机机身设计采用了目前世界上最先进的设计软件和设计方法对机床进行结构力学分析，通过多年的设计经验，我们完全掌握了折弯机的框架结构特征，对各受力点进行有限元分析，实现了对折弯机的侧肩、上横梁及下梁和下横梁各结构点的力学分析，充分地保证了机床设计的合理性、可靠性和稳定性。

机器人折弯单元用最新的技术（软件、硬件），打造智能化产品概念，在生产过程中可实时数据交换、实时补偿和折弯跟踪随动，提供最完善的产品技术和服务。通过其设计理念走国际大品牌产品研发的路子，其主要解决的问题及获得的效果是：

⑴解决了钣金定制化生产的工艺难题，解决了如电梯行业：多产品，小批量（5件～10件）、多品种零件的快速切换生产问题。

⑵解决了产品质量不稳定、制件精度低，产品一致性差的问题。

⑶解决了生产效率低，生产布局及工艺路线不合理的问题。

⑷解决了招工难，用人难，人力成本高，人工折弯劳动强度大的问题。

⑸提高了折弯精度及自动化程度，提高了企业智能制造的能力，增加了客户参观的视觉效果。

优质材料应用

LAG机器人折弯单元的折弯机机架承袭意大利钣金设备的用料特点，材料选用45#钢或Q345B(图8)，与国内同类产品机架采用Q235-A材料相比，具有很好的综合机械性能，刚性好、强度高、稳定性好的特点。

图8 机架应用优质材料

独特的机架结构

传统折弯机一般采用焊接式机架，包括左右立柱、下横梁（工作台）、油箱和支撑方梁采用整体焊接结构。LAG机器人折弯单元中的折弯机机架没有采用焊接机架结构，而是采用独家的机架铆接技术，下横梁（工作台）与立柱之间采用高强度钢螺栓紧固连接，这种柔性连结充分保证了机身在高强度载荷情况下，能极大程度地降低机架应力变形，保持机床精度的长久稳定性(图9)。

图9 独特的机架结构

其结构特点：

⑴确保了机器无焊接应力变形。

⑵提高了机器装配精度。

⑶提高了机器使用寿命。

⑷大幅提高了液压补偿精度。

传感器技术(精密电位计)应用

为了保证高精度的钣金折弯，我们在折弯机的上横梁（滑块）和下横梁（工作台）安装了传感器，在工作状态时将上、下横梁的变形量，实时准确地反馈到数控系统（PC），数控系统经过计算比对后，输出相应的补偿值驱动补偿油缸进行动态补偿，以获得满意的的制件精度。这项技术在国内同行中属于独家应用技术。

补偿技术(独家技术)

G-FLEX墙板比例型变补偿系统为一项专利补偿技术，G-FLEX补偿系统在折弯机上无论折弯条件随着板材厚度、长度或折弯位置发生任何变化，都能保证每次折弯角度在全长内完全一致，消除光栅尺的测量误差，保证机器的精度。

G-CS自动挠补系统通过闭环控制，在板厚一定的折弯情况下简化了复杂的试折弯工作过程，即使折弯工件的长度不同，或者在折弯机的不同位置都能确保折弯出来的工件具有完全一致的角度及直线度，无需人工干预。可实现最高折弯精度，最好稳定性，可实时动态补偿。

折弯随动技术

机器人折弯单元在折弯过程中，应对不同大小和板厚的工件，可根据折弯机滑块的运行速度进行自动跟随，自动调整。该技术由意大利LAG葛世专用机器人折弯应用软件包LK-RBC-Rev4.0来实现(图10)。

图10 折弯随动技术

图11 激光角度测量技术

图12 机器人自动换抓手、换模技术

激光角度测量技术

AMS角度测量系统(图11)通过闭环的激光角度在线测量系统，在机器人自动折弯过程中，AMS的自动应用程序及内置激光角度测量装置的自动角度测量系统与G-CS系统配合工作，保证弯曲角精度。其主要特点为：

⑴通过激光在线检测工件回弹后的折弯角度。

⑵受力检测系统自动计算折弯回弹量。

⑶工件根据下模宽度的不同可自动调整进深。

⑷通过闭环的激光角度在线测量系统，保证折弯成品率达到99.5%以上。

机器人自动换抓手、换模技术

机器人自动换抓手、换模(图12)是折弯机最先进的智能自动化操作技术，该技术由自动换模软件、机器人和模具库组成。当选配自动换模系统时，精密折弯中心从此可以全自动随机折弯小批次的不同产品。利用自动更换模具的功能，折弯机中的模具不再成为限制因素，可全程无人处理部件。机器人自动机械装置的抓手更换模具的速度非常快，随时可折弯下批部件。

软件及控制

在机器人折弯单元中应用了参数化编程、离线编程和生产管理软件(图13)，同时二次开发了折弯随动、自动换模、自动换抓手、柔性码垛、实时补偿、板边寻边、柔性翻转技术和总线控制技术。极大地满足了各类客户钣金折弯的技术和软件需求。

图13 软件及控制

结束语

通过上述机器人折弯单元改善钣金加工工艺的浅析,我们发现该技术能够提高并改善传统折弯技术和工艺,能够提高两倍的生产效率,能够实现安全无人化操作,能够减少原来用工的90%,能够解决用户存在的钣金加工瓶颈问题,这就是钣金工业智能制造的优势。

——摘自《钣金与制作》 2019年第9期

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