Roboter-Pressbremsenzellen: Technologie, Nützt & Anwendungen in der Blechverarbeitung
Nach Autor: Mark Hanks
Einleitung
Roboter-Pressbremszellen sind ein bemerkenswertes Beispiel für Integration und Innovation in der Metallverarbeitungstechnologie. Nach dem Schneiden, Das Pressbremsbiegen ist eines der am weitesten verbreiteten Umformverfahren in der Branche. Es gibt viele Variablen, die die Formqualität mit der Pressbremse beeinflussen, wie zum Beispiel die Zugfestigkeit des Materials, Blechdicke, Biegedesign, und die Schwerkraft des Werkstücks.
Während des Biegeprozesses, Das robotische Greifsystem ist grundlegend für den Prozess der Werkstückhandhabung. Werkzeuge für komplexe Geometrien und schwere Werkstücke erfordern häufige Änderungen, und Ungenauigkeiten bei der Werkzeugkonstruktion sowie mangelnde Flexibilität bei gemischter Produktion können für Hersteller ernsthafte Herausforderungen darstellen.
Robotergestützte Pressbremszellen bieten ein intelligentes Fertigungssystem durch Integration von Industrierobotern, CNC-Pressbremsen, Automatische Werkzeugbildung mit Produktionssteuerungssoftware. Mit dem Aufkommen intelligenter Technologien und fortschrittlicher industrieller Kommunikation, Manuelle Pressbremsen werden allmählich durch automatisierte Bremsen ersetzt, intelligent, und datenorientierte Produktion.
Warum entscheiden sich immer mehr Hersteller für robotische Pressbremszellen??
Angetrieben von Industrie 4.0 und der Wandel hin zur intelligenten Fertigung, Moderne Fabrikatoren stehen vor schweren Herausforderungen: Explodierende Kosten (sowohl Arbeitskraft als auch Rohstoffe), Mangel an qualifizierten Bedienern, Ernsthafter Preiswettbewerb, und wachsende Anforderungen an hohe Präzision, Low-Volume-Custom-Teile mit engen Vorlaufzeiten.
Wettbewerbsfähig zu sein, Hersteller greifen auf robotergestütztes Biegen zurück, um die manuelle Arbeit zu ersetzen oder zu reduzieren. Wichtige automatisierte Lösungen, die die Branche heute prägen, umfassen:
- Robotische Pressbremszellenautomatisierung : Vollautomatisierte Systeme, die Materialbeladung bearbeiten, Entladen, Teilpositionierung, Stapeln, sowie automatische Werkzeug- und Greiferwechsel.
- Produktionslinienautomatisierung: Teach-free programming
In diesem Artikel, wir beschreiben eine Supervisor-Modbus-Steuerungsarchitektur für robotisches Biegen, wobei zentrale Steuerung Robotersysteme koordiniert, Pressbremse-CNC-Systeme, und Hilfsunterstützungssysteme.
1.Robotic Bending Technology Overview
Unter den Fertigungsprozessen, Bändigen ist eine der grundlegendsten. Roboter-Pressbremsen, wie solche, die von JS Ragos entworfen wurden, Integration digitaler Fertigungssysteme mit industrieller Robotik, Pressbremse-Technologie, und Softwaresteuerungen.
Dank PC-basierter Steuerung, Fieldbus-Technologie, und intelligente Software, Roboter-Biegesysteme verwandeln das stillschweigende Wissen der Bediener in programmierbare Produktionsinformationen. Regelungsalgorithmen und Sensoren ermöglichen die Überwachung der Positionierung von Werkstücken in Echtzeit, sowie die Steuerung der Betriebsbedingungen und der Genauigkeit des Biegeprozesses.
Die Integration von Robotik mit automatischer Belastung, Positionierung, Bauteil-Identifikation, Datenerfassung, Entschädigungskontrolle, und Entlastungssysteme verwandeln den Biegeprozess in ein geschlossenes Produktionssystem mit Echtzeit-Datenkommunikation während des Prozesses (Abbildung 1).
Abbildung 1: Echtzeit-Datenaustausch- und Informationsaustauschdiagramm
Der Roboter tritt auf:
• Workpiece gripping and positioning
• Part identification
• Inspection feedback
• Dynamic compensation
• Accuracy control
Aktuelle Entwicklungen konzentrieren sich auf flexible Automatisierungstechnologien, Einschließlich:
• Single-sheet detection systems
• Pre-alignment tables
• Automatic flipping mechanisms
• Sensor-based edge detection and bend tracking
Diese Technologien helfen den robotischen Pressbremsen, von der Einzelproduktautomatisierung hin zu flexibler, intelligenter Fertigung zu übergehen..
Wie funktioniert eine robotische Pressbremszelle?
Eine robotische Pressbremse-Zelle verwendet fortschrittliche Steuerungssoftware, um einen Industrieroboter zu kombinieren, CNC-Pressbremse, und Hilfssysteme zur vollständigen Automatisierung des Biegens von Blech.
Im Gegensatz zum herkömmlichen manuellen Biegen, Eine robotische Pressbremszelle kann die gesamte Produktionssequenz ausführen – von der Werkstücksidentifikation, Automatisches Picking, und präzise Positionierung bis zum Biegen, Teil-Neuorientierung, und Entladen der fertigen Teile.
Eine vollständige robotische Pressbremszelle umfasst typischerweise die folgenden Komponenten:
CNC-Abkantpresse
Industrial Robot
Robotic Gripper System
Automatic Tooling System
Sheet Positioning System
Control and Production Management Software
Diese Systeme tauschen Daten über I/O-Schnittstellen und die Offline-Programmiersoftware von JS Ragos aus, Ermöglicht den Roboter, Pressbremse, und Hilfsausrüstung, die in einem koordinierten Produktionsprozess betrieben werden kann.
Für Käufer, die ein vollständiges System bewerten, Entdecken Sie das Verfügbare robotic press brake cell configurations von JS RAGOS.
1. Vorbereitung des Produktionsprogramms
Vor der Produktion, das System erzeugt das notwendige Bearbeitungsprogramm basierend auf dem 3D-Modell des Werkstücks sowie den zugehörigen Material- und Biegeanforderungen.
Verwendung von Offline-Programmiersoftware oder einem Produktionsmanagementsystem, Ingenieure haben die Fähigkeit zu bestimmen:
Bending order
Selection of tools
Paths of robot movement
Methods of positioning the workpiece
Die programmierten Daten werden anschließend an die Robotersteuerung und die CNC-Pressbremse gesendet, wodurch die Zelle für die automatisierte Produktion vorbereitet wird.
Im Gegensatz zum traditionellen manuellen Roboterunterricht, die Offline-Programmiersoftware von JS Ragos für Systeme bietet eine erhebliche Reduzierung der Zeit für die anfängliche Einrichtung, und eine Steigerung der Effizienz des Aufbaus für verschiedene Produktionsläufe.
2. Automatische Werkstücksladung, Entladen, und Positionierung
Bei Produktionsbeginn, Der Roboter entfernt ein unverarbeitetes Blechteil aus einem Aufbewahrungsregal, Palette, oder Förderbandtransport.
Der richtige Greifer wird anhand der Abmessungen des Werkstücks bestimmt, Gewicht, Geometrie, und Material.
Der Gripper kann einer der folgenden Merkmale sein:
Vacuum gripper
Magnetic gripper
Pneumatic gripper
Hybrid gripper
Um sicherzustellen, dass das Bogen präzise an der Mittellinie und Rückspur der Pressebremse positioniert ist, Der Roboter korrigiert die Ausrichtung des Werkstücks an einer Positionierstation oder Greifstation, bevor er den Biegebereich betritt.
3. Automatisierter Biegeprozess
Der Roboter setzt das Werkstück dann in die CNC-Pressbremse und weist die Maschine an, den Biegevorgang auszuführen.
Während der Biegephase, Der Roboter muss gesteuert werden:
The position of the workpiece
The applied gripping force
Rotation and/or flipping of the part
The planned path of motion
The required distance from the tools and equipment
The required safety distance
Für kompliziertere 3D-Teile, einschließlich Mehrbiegungsteile, Kastenartige Strukturen, Einschlüsse, und große Tafeln, Der Roboter kann seine Ausrichtung und die Position seines Greifers für jede der Biegevorgänge automatisch anpassen.
Im Vergleich zu einer manuellen Pressbremse, Eine robotische Pressbremszelle kann ein höheres Maß an Konsistenz in den Bewegungsbahnen erreichen, Platzierung, und Genauigkeit über einen gegebenen Produktionszyklus hinweg.
4. Automatisches Werkzeug- und Greifwerkzeugmanagement
In einem High-Mix-Produktionssystem, Die unterschiedlichen Werkstücke erfordern häufig den Einsatz unterschiedlicher Pressbremswerkzeuge und zugehöriger robotischer Greifer.
Eine robotische Pressbremszelle kann integriert werden:
Systems for automatic tool changing
Systems for automatic gripper changing
Metalix teach-free offline programming software
Die Kombination dieser Technologien ermöglicht schnellere Produktionsumstellungen für verschiedene Werkstücke.
Sobald die Produktionsaufgabe modifiziert ist, Das System passt sich automatisch an die gewünschte Konfiguration von Werkzeugen und Greifern an, Das Bändigungsprogramm, und die zugehörigen Wege für die Roboter. Dies wird mit begrenztem manuellem Eingreifen bei der Einrichtung erreicht und minimiert die Zeit für Aufgabenwechsel erheblich.
How a Robotic Bending Cell Functions
Eine Biegezelle kombiniert mehrere fortschrittliche Technologien, um automatisiertes Blechbiegen durchzuführen. Roboter-Biegezellen bestehen typischerweise aus einem Fertigungsroboter, eine CNC-Pressbremse, Hilfsmodule, und fortschrittliche Steuerungssoftware.
Im Vergleich zu konventionellen, Manuelles Blechbiegen, Eine robotische Zelle ist in der Lage, vollautomatisierte Produktion durchzuführen. Dazu gehört auch die Identifikation, Pick, Platzierung, Biegung, und Entladen des fertigen Teils.
Die wichtigsten Komponenten einer robotischen Biegezelle sind:
- CNC-Abkantpresse
- Industrial Robot
- Robotic Gripper System
- Automatic Tooling System
- Sheet Positioning System
Control and Production Software
Diese Komponenten tauschen Informationen über I/O-Links und die Metalix-Offline-Software von JS Ragos aus, was die Koordination der robotischen Zelle erleichtert, Pressbremse, und Hilfskomponenten.
1. Erstellung von Produktionsprogrammen
Wenn automatisierte Produktion gestartet wird, ein Bearbeitungsprogramm wird für das Werkstück basierend auf seiner 3D-Darstellung erstellt, Material, und die erforderlichen Biegungen.
Verwendung von Offline-Programmierung oder Produktionssteuerungssoftware, Ingenieure definieren das
Bending order
Tool choice
Paths for the robot and workpiece
Diese Informationen werden dann an den Roboter und die CNC-Presspresse gesendet, um die Zelle für die automatisierte Produktion vorzubereiten.
JS Ragos' Metalix Offline-Software, Im Vergleich zum traditionellen manuellen Unterricht, Verkürzt die Zeit zur Einrichtung des Systems erheblich und verbessert die Effizienz beim Umschalten des Systems auf verschiedene Produkte.
2. Werkstücksbelegung und -positionierung
Wenn automatisierte Produktion gestartet wird, Der Roboter holt den Blechrohling aus einem Materialgestell oder Förderband mit einem speziellen Greifer, der je nach Werkstücksgröße ausgewählt wird, aus einem Materialgestell oder Förderband, Gewicht, und Material.
Die gebräuchlichsten Arten von Greifern sind:
- Vacuum suction grippers
- Magnetic grippers
- Pneumatic clamping grippers
- Hybrid gripper systems
Vor dem Betreten der Biegezone, Der Roboter nutzt sein Positionierungssystem, um das Werkstück so auszurichten, dass das Blech mit der biegenden Mittellinie ausgerichtet ist.
3. Automatisierte Biegung
Sobald das Werkstück positioniert ist, Der Roboter bewegt das Werkstück in den Betriebsbereich der CNC-Pressbreche und führt den Biegevorgang gemäß dem Steuerprogramm aus.
Während des Bändigen, Der Roboter ist erforderlich, um die
- Position des Werkstücks
- Greifkraft
- Rotation and/or flipping of the part
- Bewegungsweg
- Sicherheitsabstand
Der Roboter ist in der Lage, sich bei Bedarf neu auszurichten, um mehrere Biegevorgänge auszuführen, um das Biegen komplexer und/oder mehrfach biegender Teile wie Kastenstrukturen und großer Paneele abzuschließen.
Eine robotische Biegezelle zeigt eine überlegene Leistung durch höhere Wiederholbarkeit und Konsistenz der Bewegungswege, Im Vergleich zu manuellen Operationen.
4. Automatisierte Werkzeug- und Greifsysteme
In einem High-Mix-Produktionssystem, Verschiedene Biegewerkzeuge und Greifer können erforderlich sein, um verschiedene Teile herzustellen.
Eine robotische Biegezelle kann integriert werden:
- Greifer- und Werkzeugwechselsysteme
- Metalix offline lehrfreie Software
- Lean-Produktänderung
Dieses automatisierte System ermöglicht schnelle Umstellungen für verschiedene Produktionsanforderungen.
Das System ist in der Lage, die spezifischen Werkzeuge und Greifkonfigurationen zu beladen, was die Zeit für manuelle Eingriffe verkürzt.
5. Qualitätskontrolle und Rückmeldung
Zusätzlich zum Ausführen von Biegevorgängen, moderne robotische Biegezellen sind in der Lage, Produktionsdaten über das Manufacturing Execution System zu sammeln und zu senden (MES) was Datenrückmeldungen und Qualitätskontrolle ermöglicht.
Ausgestattet mit Sensoren und intelligenter Software, Das System bietet Überwachungsfunktionen für:
Work order management
Status of the production
Product quality
Data visualization and reports
Produktionsleistung
Energieverbrauch
Zum Beispiel, das System ist in der Lage, Arbeitsaufträge zu erstellen, wenn es die relevanten Informationen von einem ERP-System erhält, Dazu gehört:
Order ID
Product material ID
Operation ID
Workstation ID
The quantity to be produced
Die Informationen werden dann als Produktionsauftrag verarbeitet. Das System bestätigt den Empfang der Informationen, indem es eine Bestätigungsnachricht zurücksendet, und exportiert die zugehörigen Produktionsinformationen ins ERP-System.
Arbeitsaufträge, die angenommen wurden, aber noch ausstehen, sind auf der Planungsseite der Aufträge aufgeführt. Das System zeigt automatisch alle unvollständigen Arbeitsaufträge für den aktuellen Tag an und ermöglicht die Sortierung nach geplanter Startzeit und Prioritätsreihenfolge.
Benefits of Robotic Press Brake Cells
- Higher Productivity
Roboter-Pressbremsenzellen kombinieren hohe Betriebsgeschwindigkeit mit stabiler und wiederholbarer Produktionsleistung. Sie können kontinuierlich produzieren, ohne sich um Ermüdung der Bediener zu sorgen. 增加
Der Roboter pickt, Positionierung, Biegung, Erneuerung des Griffs, und Entladeaktionen folgen alle demselben Zyklus. Mit automatisierten Werkzeug- und Greiferwechselsystemen, Die notwendige Einrichtungszeit für Maschinen und Produktwechsel wird weiter minimiert.
Robotisches Bändigen ist äußerst vorteilhaft für Unternehmen, die kleine und mittelgroße Produktvarianten herstellen. Es ermöglicht ihnen, den Durchsatz zu erhöhen und die Vorlaufzeit zu verkürzen.
- Reduced Labor Costs
Die Kosten für die Einstellung und das Halten qualifizierter Pressbremsenbediener steigen stetig. Mit der robotischen Pressbremszelle, Die Aufgaben des Ladens, Positionierung, Biegung, und das Entladen kann vollständig ohne Bediener erfolgen.
Es gibt einen positiven Einfluss auf die direkten Arbeitskosten, Und es beseitigt das Training, nützt, und Verwaltungskosten. Es verringert die Abhängigkeit von der schwindenden Zahl erfahrener Bändiger-Operatoren.
Eine arbeitsintensive Aufgabe übernehmen, und sie in eine automatisierte Aufgabe umzuwandeln, wird den Herstellern eine bessere Kontrolle über ihre Produktionskosten ermöglichen, und schnellere Renditen auf ihre Investitionen.
- Enhanced Safety for Employees
Es gibt eine Reihe von Sicherheitsbedenken bei der manuellen Bedienung einer Pressbremse. Bediener müssen schwere Werkstücke heben und/oder stützen und in sehr unmittelbarer Nähe zu den Pressbremswerkzeugen arbeiten.
Diese Bedenken können zu Verletzungen führen, und ein unproduktives Arbeitsumfeld. Es kann auch zu Klemm- und Quetschverletzungen sowie verschiedenen Zerrungen führen. Diese können die Arbeit unterbrechen und zu Kosten für Verletzungen und regulatorische Einhaltung führen.
Eine robotische Pressbremszelle isoliert das Personal von den Hauptbereichen für Biege- und Materialhandhabung. Das Robotersystem führt gefährliches Heben aus, Positionierung, Teil-Unterstützung, und das Beugen in einer geschützten Zelle minimiert die direkte Exposition des Personals gegenüber Gefahren am Arbeitsplatz.
Das System erfordert eine ordnungsgemäße Sicherheitszäunung, Stellwerke, Lichtvorhänge, Scanner, Notstopps, sowie Risikobewertungsverfahren, um den sicheren Betrieb sicherzustellen.
- Reduced Setup and Programming Time
Eine der größten Herausforderungen bei der robotischen Pressbremsautomatisierung ist der Programmier- und Lehrprozess.
Traditionell, Der Programmierer muss verstehen:
Press brake operation
Bending process design
Offline bending programming
Robot operation
Robot path programming
Tooling and collision management
Personal mit dieser Kombination von Fähigkeiten kann schwierig und kostspielig zu rekrutieren sein. Außerdem, nachdem das erste Roboterprogramm erstellt wurde, Für den Unterricht an der Maschine kann dennoch erhebliche Zeit erforderlich sein, Weganpassung, Kollisionsprüfung, und Testbiegen.
Dies ist einer der Gründe, warum robotische Pressbremsen traditionell als besser für Low-Mix-Batterien geeignet gelten, Großserienproduktion.
JS Ragos hat eine robotische Biegenlösung entwickelt, die diese Einschränkung beheben soll. Sein Offline-Programmiersystem integriert die Pressbremse, Roboter, werkzeugbestückung, Greifer, und Steuerungssoftware zu einer koordinierten Plattform.
Bediener benötigen keine fortgeschrittenen Fähigkeiten in der Pressbrems- oder Roboterprogrammierung, um Biege- und Roboterprogramme zu erzeugen. Das System kann automatisch die erforderlichen Programme aus einer 3D-Zeichnung erstellen und den Biegeprozess ohne herkömmliches Robotertraining ausführen.
Der gesamte Arbeitsablauf wird über die CNC-Pressbremssteuerung verwaltet und kann abdecken:
Importing the 3D drawing
Generating the bending and robot programs
Preparing and installing the tooling
Producing the first part
Starting automated batch production
Unter geeigneten Produktionsbedingungen, JS Ragos gibt an, dass dieser vollständige Prozess in etwa 20 Minuten abgeschlossen werden kann.
Das System ist darauf ausgelegt, eine stabile Biegqualität zu gewährleisten, Konsistent fertige Teile, und schnellen Wechsel zwischen manuellem Pressbremsbetrieb und robotischer Biegung.
2.Key Considerations in Practice
Blechbiegen wird in elektrischen Schränken weit verbreitet eingesetzt, Aufzüge, Baumaschinen, Brandschutzausrüstung, und Aluminium-Fassadensysteme.
Gängige Materialien sind:
• Carbon steel
• Stainless steel
• Aluminum alloys
Die Blechdicke variiert typischerweise zwischen 0,8 mm und 6 mm, abhängig von der Anwendung.
Flexible robotische Biegesysteme erfordern:
• Automatic tooling change systems
• Automatic gripper change systems
Um eine höhere Produktionsflexibilität zu ermöglichen und die Biegqualität zu erhalten, Diese Systeme sind notwendig.
Industries Utilizing Robotic Press Brake Cells
1. Automobil & Schienenverkehr
Häufige Anwendungen:
- Komponenten des Lkw-Rahmens
- Querträger von Automobilchassis
- Karosserieteile von Schienenfahrzeugen
Rechtfertigung für robotisches Bändigen:
Für die Automobil- und Schienenverkehrsindustrie, Hohe Maßgenauigkeit und Gleichmäßigkeit sind von größter Bedeutung. Robotergestützte Pressbremsenzellen können auf automatisierten Linien eingesetzt werden und bieten konstante Zykluszeiten selbst bei sehr großen Produktionsmengen.
Mit automatischer Beladung, Positionierung, Biegung, Neuausrichtung und Entladung, Die Produktion kann ununterbrochen fortgesetzt werden, und die Variation der hergestellten Teile wird auf ein Minimum beschränkt.
2. Elektroschränke und Gehäuse
Häufige Anwendungen:
- Nieder- und Hochspannungs-Elektroschränke
- Serverkabinette
- Gehäuse für EV-Ladestationen
Rechtfertigung für robotisches Bändigen:
Die Herstellung von Gehäusen und Gehäusen besteht typischerweise aus vielen Biegungen und weist daher ein geringes Produktionsvolumen sowie eine sehr große Vielfalt an Endprodukten auf.
Roboter-Pressbremszellen mit Automatisierungswerkzeugwechsel (ATC) Verkürzt die Aufbauzeit drastisch und man kann automatisch Produktionswerkzeuge wie Stanzen und Werkzeuge auswählen und ändern.
Das System unterstützt außerdem Changeable Configurable Productions mit Hilfe von Greifermanagement und Offline-Programmierung.
3. Gebäudebeschläge und Metallfassaden
Häufige Anwendungen:
- Aluminiumfassadenpaneele
- Feuerzugelassene Türen
- Aufzugswagen-Paneele
Rechtfertigung für robotisches Bändigen:
Diese Komponenten sind breit und lang, was dazu führte, dass es schwierig war, sie während des Biegenprozesses zu stützen. Manuelles Biegen erfordert mehrere Bediener, um das Bauteil anzuheben und zu positionieren.
Ein inkonsistentes Handhabungssystem kann zu Ablenkungen des Werkstücks und falsch platzierten Werkstücken führen, und kann sogar Schäden an Werkstücksoberflächen verursachen. Aber, Die Verwendung eines Roboters mit Vakuumgripper kann den Einsatz mehrerer Stützen ermöglichen, um große Blechteile zu halten und so deren Übertragung während des Biegevorgangs zu erleichtern.
Das Vakuumgripper-Handlingssystem verbessert die Stabilität des Werkstücks während der Positionierung und verringert die physische Arbeitsbelastung für die Mitarbeiter.
4. Medizinische Ausrüstung, Ausrüstung für Lebensmittelzubereitung, und Haushaltsgeräte
Häufige Anwendungsfälle:
Medical imaging equipment housings
Stainless steel kitchen equipment
Panels for refrigerators and other appliances
Gründe für den Einsatz von robotischem Bändigen:
Blechmaterialien mit einer vorgestrichenen oder fertigen Oberfläche werden in den genannten Branchen umfangreich verwendet.
Mit dem Einsatz von robotischen Greifern sowie speziellen, nicht markierenden Vakuumbechern und Kontaktmaterialien, Die Platten können mit minimalem Risiko von Schäden und Oberflächenkontamination behandelt werden.
Stabile Greifkraft und die Fähigkeit, dieselbe Bewegung zu wiederholen, sind für die Handhabung der äußeren Paneele äußerst wichtig. Diese Panels müssen sowohl die Anforderungen an Maß- als auch für Oberflächenqualität erfüllen.
3.Automatic Tooling Change System
3.1 Establishing Bending Traits of the Workpiece
Vor Produktionsbeginn, Das System muss die Reihenfolge der Biegungen auswerten, Die Winkel, Die Eigenschaften des Materials, und der Umformdruck.
Je nach Anforderungen des Verfahrens, die passende obere Werkzeuge und untere V-Stempel werden ausgewählt. Die Arbeitslänge der Pressbremsen ist in segmentierte Werkzeugbereiche unterteilt (A, B, C, D... F), Flexible Werkzeugkombinationen ermöglichen (Abbildung 2).
Abbildung 2: Installationsdiagramm der Werkzeuge an der Pressbremse
Segmentierte Werkzeuge reduzieren manuelle Aufbauanforderungen und verbessern die Produktionsflexibilität.
3.2 Automatic Tooling Change Process
Wenn ein Werkzeugersatzbefehl empfangen wird, Der Pressbremsbock bewegt sich in die voreingestellte Position und löst das vorhandene Werkzeug.
Abbildung 3: Flussdiagramm des Funktionsprozesses der Einheit zum Biegen des Roboterarms
Der Roboter bewegt sich entlang der äußeren Schienenachse zum Werkzeugbereich. Der Werkzeugwechselgreifer greift das pneumatische Schloss ein, löst das Werkzeug, und legt es auf das Speichersubsystem (siehe Abbildung 4).
Danach, Die erforderliche Werkzeugkonfiguration wird automatisch erfasst und zusammengebaut, Eliminierung manueller Aufwand. Dies führt zu einer Verkürzung der Aufbauzeit und einer Steigerung der Produktivität.
Abbildung 4: Diagramm des Werkzeugänderungsprozesses
3.3 Tooling Storage System Management
3.3.1 Mechanical Structure of the Tooling Storage System
Das Werkzeugspeichersystem integriert mechanische Speicher- und Werkzeugverwaltungssysteme.
Das System besteht aus einem geschweißten Stahlrahmen mit mehreren Ebenen von Führungsschienen. Segmentierte Werkzeuge werden mithilfe von Abstandsblöcken gespeichert. Er kann WILA-standardisierte Schnittstellenwerkzeuge mit Segmentlängen von 20 mm bis 100 mm und einem maximalen Austauschgewicht von etwa 15 kg aufnehmen.
Das System ist in der Lage, die folgenden Werkzeuge zu speichern:
• 30° sharp tooling
• 88° gooseneck tooling
• 80° straight tooling
• V8, V20, und V40-Untermattrizen
Werkzeugkomplemente in unterschiedlichen Konfigurationen sind verfügbar und können je nach den spezifischen Produktionsanforderungen angepasst werden (siehe Abbildung 5).
Abbildung 5: Werkzeugspeichersystem-Diagramm
3.3.2 Tooling Management Software Application
Die Werkzeugverwaltungssoftware bietet eine visuelle Schnittstelle zur Überwachung von Werkzeugstatus und Speicherinformationen.
Die Systemanzeigen:
• Tooling position
• Tool availability
• Upper and lower tooling areas
• Current tooling configuration
Neue Werkzeugdaten können während der Produktionsanpassungen hinzugefügt werden. DXF-Dateien können importiert werden, und bestehende Werkzeuggrafiken können modifiziert werden, anerkannt, und gelagert. Angepasste Werkzeugbereiche können ebenfalls innerhalb des Systems verwaltet werden.
Abbildung 6: Werkzeugmanagement-Softwareschnittstelle
3.4 Praktische Anwendung: Werkstück-Werkzeug-Matching
Eine typische Anwendung umfasst 2 mm Aluminium-Zink-beschichtete Stahlblech, die in Mittel- und Hochspannungs-Elektroautomaten verwendet werden. Das Verfahren umfasst drei Hauptoperationen: 30° Biegung, Abflachung, und eine sekundäre Biegeoperation.
In traditionellen Systemen, Der Werkzeugwechsel erfordert einen manuellen Prozess, was nicht nur den Aufbauprozess verlängert, aber auch Variabilität im Prozess erzeugt.
Das automatische Werkzeugwechselsystem ermöglicht es, mehrere Werkzeugkombinationen auf einer Pressbremse zu konfigurieren. Dies ermöglicht schnelle Anpassungen, um unterschiedlichen Umformanforderungen und Bauteilkomplexität gerecht zu werden (Siehe Abbildung 7).
Abbildung 7: Werkstücks- und Werkzeugabgleichsdiagramm
4.Automatic Gripper Change System
4.1 Workpiece Gripper Characterization
Für die Herstellung von Mischprodukten, Automatisierte Greifspeichersysteme für robotische Biegezellen können implementiert werden.
In dieser flexiblen Greifer-Bibliothek (siehe Abbildung 8), ein Greifer ist an einer Werkzeug-seitige Kupplung montiert und eine Roboter-seitige Kupplung auf der A6-Achse.
Der Roboter wählt den passenden Greifer basierend auf:
• Workpiece geometry
• Material properties
• Sheet size
• Requirements for the handling
Schnellwechselkupplungen erleichtern den automatischen Wechsel der Greifer.
Abbildung 8: Gripper-Speichersystem-Diagramm
4.2 Gripper Change Method
Um ein anderes Werkstück mit einer anderen Greifanforderung zu erreichen, Der Roboter kehrt automatisch zum Speichersystem zurück, Lässt den Greifer fallen, und befestigt den neuen Greifer über das Schnellkupplungssystem.
Dies ermöglicht die Herstellung von robotischem Biegen aus gemischten Produkten.
4.3 Gripping of Common Workpieces
Das robotische Biegen von Blechen aus hochfestem und dickem Stahl bringt große Herausforderungen in der Produkthandhabung mit sich.
Während der Formung, elastische Verformungs- und Biegekräfte können Zugkräfte zwischen Werkstücks- und Roboterkoordinaten erzeugen, Was resultiert in:
• Workpiece displacement
• Gripper deformation
• Positioning errors
• Robot arm stress
Zum Beispiel, ein 4 mm Q420B Stahlwerkstück, das auf 90° gebogen wird, kann unter geeigneten Prozessbedingungen eine Genauigkeit von etwa 90° ±30′ erreichen, gemäß den Anforderungen GB/T 33644-2017.
Um Verformungseffekte zu verringern, Ein Puffer-ausgerüstetes Greifer-Design wird eingeführt.
4.4 Buffer-Equipped Gripper Technical Parameters
Traditionelle Greifer mit Vakuum- oder magnetischen Lösungen haben Einschränkungen:
• Vakuumbecher sind für perforierte Platten oder schmale Streifen ungeeignet.
• Magnetische Greifer können Edelstahl und Aluminium nicht effektiv verarbeiten.
Ein hybrider Puffergripper, der Vakuumsaugung und pneumatische Klemmung kombiniert, verbessert die Anpassungsfähigkeit.
Tabelle 1: Parameter zur Auswahl des Vakuum-Saugnapfs
| Suction Force / N | Lateral Force / N | Vacuum / MPa | Vacuum Inner Diameter / mm | Connection Thread |
| 140–217 | 110–181 | -0.06 | 4–6 | G3/8-IG |
Tabelle 2: Lastparameter der Pufferfeder
| Springrate / (N/mm) | Solid Length / mm | Helix Direction | Load / N | Compression |
| 35 | 15 | Right-hand | 421 | Medium |
Tabelle 3: Parameter des parallelen Greifzylinders
| Stroke / mm | Antriebssystem | Operating Mode | Drive Structure | Gripping Force / N |
| 8 | Pneumatic | Double-acting | Wedge drive | 1000 |
Der Puffermechanismus verwendet eine Drehstruktur und eine Federkompensation, um die Verschiebung der Biegung zu absorbieren. Der Roboter kann das Greifen vollenden, Biegung, Neupositionierung, und Entladeoperationen mit verbesserter Stabilität (Abbildung 9).
Abbildung 9: Puffer-Gripper-Diagramm
Für Blechmaterialien kleiner als 2 mm, einschließlich Kohlenstoffstahl, SPCC, Edelstahl 304, und Aluminium, Die Elastizität und ein gewisses Saugnapfdesign können verwendet werden, um normale elastische Verformungen zu bewältigen.
5. Lohnt sich eine robotische Pressbremszelle, die Investition?
Die Investition in robotische Pressbremszellen ist für viele Blechhersteller eine wichtige Produktionsentscheidung.
Im Allgemeinen, Roboter-Pressbremsen sind teurer als herkömmliche CNC-Pressbremsen. Zusätzlich zur Pressbremse, Ein robotisches Pressbremszellensystem könnte aus einem Industrieroboter bestehen, Automatisiertes Be- und Entladen, Ein automatisches Werkzeugwechselsystem, Intelligente Gripper, Sicherheitsausrüstung, und Steuerungssoftware.
Dennoch, Die Kosten einer robotischen Pressbremszelle sind nur ein Teil der Gleichung. Hersteller, die in diese robotischen Pressbremszellen investieren, sollten den wirtschaftlichen Wert anhand der langfristigen Vorteile des Systems bewerten, darunter:
• Decreased labor costs
• Increased production efficiency
• Improved product consistency
• Decreased changeover times
• Decreased material waste
• Increased manufacturing flexibility
• Enhanced smart manufacturing capabilities
Da immer mehr Fertigungsbetriebe Smart-Manufacturing-Prinzipien übernehmen, Hersteller konzentrieren sich zunehmend auf Produktivität, um flexibel zu sein, Datengetriebene Fertigungssysteme.
6. Situationen, die robotische Pressbremszellen begünstigen
Nicht jede Produktionsumgebung eignet sich für die Automatisierung einer robotischen Pressbremse.
Die Entscheidung, in eine robotische Pressbremszelle zu investieren, berücksichtigt folgende Faktoren:
• Type of product
• Volume of production
• Size and weight of parts
• Variation of products
• Cost of labor
• Availability of skilled workers
• Frequency of changeovers
• Plans for future production
Roboter-Pressbremsenzellen funktionieren am besten in den folgenden Szenarien.
Massenproduktion
Die Herstellung großer Mengen derselben Teile über einen langen Zeitraum eignet sich für den Einsatz einer Roboterzelle, um einen konsistenten Produktionszyklus aufrechtzuerhalten und Variationen durch manuelle Eingriffe zu begrenzen. Dieser Vorteil vervielfacht sich, wenn die Roboterzelle für den Betrieb über mehrere Schichten gedacht ist oder, Noch besser, während langer Phasen unbeaufsichtigter Produktion.
Heavy and Large Parts
Einige große und schwere Blechteile wie Türverkleidungen, Teile für Elektroschränke, und Teile für Baumaschinen können schwerfällig zu heben und zu positionieren sein. Ein robotisches System kann diese Teile mit konsequent geringerer körperlicher Belastung und Verletzungsrisiko für Arbeiter bewältigen und heben.
Beim Entwurf des Systems, Es muss sorgfältig auf die Nutzlast und Reichweite des Roboters geachtet werden, Das Design des Greifers, und die Durchbiegung des Teils.
Many Different Products
Der Einsatz einer robotischen Pressbremszelle ist am effektivsten für Hochproduktionssysteme konzipiert, wenn sie in Kombination mit automatischen Werkzeugwechselsystemen eingesetzt werden (ATC), Automatische Greiferwechselsysteme, und Offline-Programmierung.
Labor Shortages or High Labor Costs
Die robotische Automatisierung könnte langfristig bessere finanzielle Lösungen bieten, wenn Arbeitskräfte entweder sehr teuer sind oder wo ausgebildete Pressbremsenbediener schwer zu finden sind.
Mit Automatisierung, Sie verringern die Abhängigkeit von den Fähigkeiten einzelner Bediener, und Sie können die Produktionskapazität Ihrer Anlage zuverlässiger steuern.
7. Wie man den ROI einer robotischen Pressbremszelle analysiert
Die Zeit, die benötigt wird, um eine Rendite für eine robotische Pressbremszelle zu erzielen, wird von vielen operativen und finanziellen Faktoren beeinflusst, wie:
• Cost of labor
• Volume of parts produced in a year
• Number of shifts per day
• Utilization of the equipment
• Complexity of the workpiece
• How often the products are changed
• How much scrap and rework are done
• Costs associated with training and maintaining the equipment
• Cost of programming and setup
• How long you expect the system to be in service
• Aus folgenden Blickwinkeln, Hersteller können die potenzielle Rendite analysieren.
8. Über die harten Kosten hinaus: Intelligente Fertigungsfähigkeiten
Die robotische Pressbremszelle kann als Produktionsausrüstung dienen und ein wichtiger Teil der automatisierten Smart Factory sein.
Die Pressbremsekammer kann integriert werden mit:
• Sensor technology
• Fertigungsausführungssysteme (MES)
• Unternehmensressourcenplanung (ERP) Systeme
• Quality management systems
• Production scheduling software
• Equipment monitoring systems
Diese Integration kann Industrie 4 erleichtern.0 Konzepte wie:
• Automated data collection for production
• Real-time monitoring of equipment
• Work orders
• Production traceability
• Energy analysis
• Quality reporting
• Preventive maintenance
• Intelligent scheduling
Bestellungen und Aufgaben können vom ERP oder MES zur Roboterzelle fließen. Im Gegenzug kann die Zelle Status liefern, Menge, Warnungen, und Qualitätsinformationen für die Managementsysteme.
Dies trägt dazu bei, ein integrierteres Fertigungssystem zu schaffen.
Es wird erwartet, dass kommende robotische Biegesysteme flexibler und intelligenter sein werden, mit einer größeren Fähigkeit, sich anzupassen und ihre Abhängigkeit von Programmierung und manuellem Eingreifen zu verringern.
Hersteller können mit einer Rendite rechnen, wenn sie eine robotische Pressbremszelle integrieren. Dies ist angesichts der anhaltenden Arbeitskräfteknappheit und der Kosten für Pressbremsbetrieb noch wahrscheinlicher. Diese Zelle kann ein integraler Bestandteil eines automatisierten und geplanten Produktionssystems werden.
Schlussfolgerung
Die Blechindustrie wird durch steigende Produktionskosten herausgefordert, Fachkräftemangel, und die Nachfrage nach überlegener Qualität.
Robotische Pressbremszellen sind besonders vorteilhaft für:
• High volume production
• Multiple bend operations
• Large pieces
• High mix low volume
Durch die Reduzierung manueller Prozesse, Die Produktivität des Fertigungsbetriebs wird gesteigert. Dies ermöglicht es dem qualifizierten Arbeiter, sich auf die Prozessverbesserung und die wertschöpfenden Aktivitäten zu konzentrieren.
Die Kombination aus fortschrittlicher künstlicher Intelligenz, Industrielle Kommunikation, und intelligente Fabriksysteme bieten das Potenzial für eine vollständige digitale Integration des Blechfertigungsprozesses. Das robotische Biegesystem, Basierend auf Edge Computing, schafft die Möglichkeit, lokale Produktionsdaten zu verarbeiten und, In der Zukunft, Integration in zentralisierte Fertigungssysteme.
Da sich flexible Automatisierung und intelligente Fertigungstechnologien weiterhin weiterentwickeln, Roboter-Pressbremszellen werden zu einer wichtigen Lösung für intelligentere Leistungen, effizienter, und anpassungsfähigere Blechverarbeitung.
Partnerschaft mit JS RAGOS für intelligente robotische Biegelösungen und fortschrittliche Blechautomatisierung.
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FAQs
F1. Kann Bremszellen mit Robotik automatische Werkzeugwechsel durchführen.?
Definitiv. Automatische Werkzeugwechselsysteme verkürzen die Aufbauzeiten und verbessern die Produktionskapazität.
F2. Welche Vorteile haben robotische Pressbremszellen??
Robotergestützte Pressbremsenzellen haben den Vorteil einer höheren Gesamtproduktivität, Verringerten Arbeitsbedarf, und gleichmäßige Biegegenauigkeit.
F3. Welche Märkte nutzen robotische Pressbremszellen??
Robotergestützte Pressbremsenzellen sind auf dem Automobilmarkt zu finden, Elektroschränke, Baumaschinen und Industriemaschinen.
F4. Können robotische Pressbremszellen Kleinserienfertigung durchführen?
Absolut. Kleine Serienfertigung vieler verschiedener Produkte kann mit flexiblen Werkzeugen und Greifsystemen realisiert werden.
F5. Was sind die Einschränkungen von robotischen Pressbremszellen in Bezug auf das Material?
Roboter-Pressbremsenzellen sind in der Lage, viele verschiedene Materialien zu verarbeiten, darunter viele Bleche sowie Aluminium, Edelstahl und Kohlenstoffstahl.
F6. Wie viel kostet eine robotische Pressbremszelle??
Unterschiedliche robotische Anforderungen entsprechen unterschiedlichen Kosten. Während das Basismodell sehr erschwinglich ist, angepasste Funktionen – wie MES-Integration, Automatische Winkelmessung, oder Automatischer Werkzeugwechsel (ATC)—der Preis variiert stark je nach deinen Spezifikationen. Bitte zögern Sie nicht, eine Anfrage an JS Ragos zu senden, um unser bestes wettbewerbsfähiges Angebot zu erhalten!
F7. Kann ein Roboter mehrere Pressbremsen betreiben??
Ja, Wir können zwei Pressbremsen in einer Linie anbringen und eine sehr lange Groundrail verwenden, um zwei Pressbremsen zu verbinden
F8. Welche Robotermarken werden unterstützt??
FANUC, ABB, WER, Yaskawa, und Estun
F9. Können robotische Biegezellen Edelstahl biegen?
Ja, Solange wir das geeignete Roboter- und Pressbremsmodell basierend auf Produktzeichnungen auswählen
F10. Ist Offline-Programmierung notwendig??
Nein, Die Offline-Software kann dem Betreiber viel Zeit sparen, wenn er neue Produkte programmieren möchte, aber es ist nicht notwendig, Manuelles Programm kann auch funktionieren.
