近幾年,工業機器人在國內的應用案例迅速增加,主要集中在焊接、噴涂、搬運等領域,在折彎方面的應用還不多。而工件折彎是一種應用廣泛又有一定危險性的工作,因此機器人折彎的市場前景是非常樂觀的,國外已有很多成功經驗。目前歐美市場鈑金加工車間40%~50%的折彎機上配置機器人自動折彎系統,而中國目前折彎自動化才剛剛起步。未來10年內,折彎機器人在國內需求將呈直線上升趨勢。
以機器人作為核心執行部件的數控板料折彎柔性加工單元是一套高度自動化的設備組合,具有高效率、高質量和高靈活性的優點。在折彎柔性加工單元中,選擇合適的部件組合,能夠為加工效率、靈活性提供更好的支撐。折彎精度取決于折彎機自身精度、機器人的定位精度、機器人與折彎機的協同控制;協同控制的難點在于機器人與折彎機的速度匹配,以及機器人托扶工件的運行軌跡;較差的跟隨效果將嚴重影響折彎角度成形效果和板面平整度,從而影響成品的品質。
抓手是機器人代替人工、取放工件的“手”。折彎機器人的抓手一般是把多個吸盤安裝在一個金屬框架上構成的。
上料臺和下料臺通常采用堆垛貨盤,也有采用傳送帶或輥道為單元輸送原料和轉運成品的。油性板材容易發生粘連,導致一次拿起多張板材,可在上料臺旁邊加裝各種分張裝置(如磁力分張器)和檢測傳感器,確保抓取板材為單張。
定位工作臺是一個帶擋邊的傾斜平臺,臺面上分布微凸起的滾珠。機器人把鋼板轉移到定位臺上,板材受重力自由滑落到擋邊。由于定位臺的位置及擋邊是固定的,因此機器人重新抓起板材時,板材與抓手的位置就相對精準固定了,為下一步折彎提供了基準。
翻面架是一個抓取裝置的固定框架。當機器人需要換個位置拿工件時,可以把工件放到翻面架上將其固定,機器人再重新在新位置抓住工件。在一些特殊場合,也可以使用折彎機模具夾住工件后,改變抓取位置。
目前市場上不管是通用的標準六軸機器人,還是機器人臂展或形體上針對折彎工藝優化的折彎專用機器人,都需要折彎跟隨算法支撐,不跟隨折彎的情況少之又少。沒有好的跟隨效果,夾具或者吸盤抓手會因為較差的跟隨軌跡,拉扯工件,形成板材皺紋,影響成形質量。建立準確的機器人折彎跟隨運動模型,有助于建立良好的跟隨軌跡算法,從而獲得優異的跟隨效果。