Робот на листогибочном прессе: как устроена ячейка, для каких деталей и что проверить

Из чего состоит ячейка

Роботизированная ячейка гибки заменяет оператора листогибочного пресса во всём цикле: взять заготовку, выровнять её, подать к упорам, держать при гибке, перевернуть, уложить готовую деталь.

• Робот. Шести- или семиосевой, нередко на линейной оси вдоль пресса, чтобы доставать до всех станций инструмента. У Bystronic Bending Cell и у Amada HG-1003ARs — семиосевые роботы, у Amada EG-6013 AR — шестиосевой на напольной оси параллельно прессу.
• Захваты и их сменщик. Вакуумные присоски, магниты, механические губки или их комбинации. Сменщик хранит несколько захватов под разные детали: у Amada HG-1003ARs — девять, у Bystronic Bending Cell — от пяти станций.
• Стол ориентации. Робот кладёт на него заготовку, выравнивает по упорам и берёт заново в известном положении. По словам инженера SafanDarley в интервью The Fabricator, такой стол работает как страховка повторяемости процесса.
• Станция перехвата. Место, где робот оставляет деталь и берёт её за другой участок, когда захват мешает следующему гибу.
• Стопки. Заготовки на входе, готовые детали на выходе — на поддоне, в таре или на конвейере.
• Контроль. Определение двойного листа, измерение угла, датчики на упорах. Amada EG-6013 AR, например, щупами на заднем упоре находит положение детали по X и Y до гиба.

Как робот держит лист при гибке

При воздушной гибке полка листа поднимается вверх, пока пуансон опускается. Робот должен следовать за листом синхронно с ползуном, иначе он либо тянет деталь, либо не поддерживает её. Это называют сопровождением гиба (bend following).

Для крупных панелей это ещё и вопрос качества. Оператор к концу смены устаёт и хуже поддерживает большой лист, панель провисает, угол гиба плавает. Робот держит одинаково на всех деталях.

После гиба робот иногда поднимается вместе с пуансоном: деталь с обратной полкой, оставшаяся на глубоком пуансоне, выходит из матрицы вместе с ним, и у робота появляется место, чтобы её снять. На поворотных матрицах этот подъём не даёт подпружиненному крылу сбросить деталь с захвата. Эти приёмы описывает The Fabricator в разборе роботизированной гибки.

Что предлагают производители

Данные ниже — со страниц производителей. Сравнивать модели напрямую нельзя: у каждой свои ограничения по детали, инструменту и прессу.

Модели Amada на сайтах разных регионов отличаются. Перед выбором запросите у поставщика ячейки характеристики для той версии, которая поставляется в Россию.

Какие детали и партии подходят

Инженер SafanDarley формулирует просто: не каждую деталь можно автоматизировать, и лучше всего автоматизация работает при больших объёмах. Но большой объём не обязательно означает большие партии.

• Подходят: повторяющиеся детали; семейства однотипных деталей, например корпуса; комплекты деталей под сварку или сборку; очень мелкие детали, где рукам опасно у инструмента; крупные тяжёлые панели, которые тяжело держать весь день.
• Не подходят: разовые детали и прототипы; детали, которые нельзя надёжно уложить после гибки, если нет конвейера или тары, куда их можно сбрасывать.

Начинать анализ советуют с конца: как готовая деталь уйдёт из ячейки. Если детали нельзя уложить устойчиво, ячейка будет останавливаться, даже если гибка отлажена.

Время автономной работы оценивают по стопке, которую робот обработает без человека:

Пример. Стопка заготовок высотой 300 мм, лист 1,5 мм, цикл 45 с (условные значения). Заготовок: 300 / 1,5 = 200 шт. Время: 200 · 45 = 9000 с = 150 мин, то есть 2,5 часа. Для ночной смены на 8 часов этого мало: нужна стопка выше, несколько позиций заготовок или несколько заданий подряд. Проверьте и выходную сторону — поместятся ли 200 готовых деталей в отведённую тару.

Требования к заготовкам и детали

1. Одинаковые заготовки. Робот берёт лист из стопки по программе. Грат, заусенцы, остатки микроперемычек и коробление после резки мешают отделить один лист и положить его на стол ориентации.
2. Двойной лист. Промасленные и тонкие листы слипаются. Магнитный захват отделяет стальные листы лучше вакуумного, а ячейки дополнительно проверяют толщину; для алюминия магниты не подходят.
3. Место под захват. Нужна плоская зона без отверстий и формовок под присоски или кромка под губки, которая не мешает гибам. Вакуумные захваты делают с отдельными зонами под отверстия детали.
4. Поверхность. Масло после резьбонарезания в листе усиливает вакуум, но деталь легче скользит по присоскам при перемещении.
5. Точная развёртка. Размеры и углы должны получаться с первой детали: робот не подгибает «на глаз». Как считать развёртку — в статье «K-фактор и развёртка листа», как проверить пресс и инструмент по усилию — в статье «Усилие гибки на листогибочном прессе».

Программирование

Обучать ячейку с пульта на каждой детали долго — поэтому производители делают ставку на офлайн-программирование. TRUMPF TecZone Bend автоматически рассчитывает последовательность гибов, набор инструмента и траекторию робота. Bystronic позволяет создавать задания гибки офлайн в BySoft CAM.

Офлайн-система не заменяет проверку: на первой детали наладчик смотрит, плавно ли робот ведёт лист между гибами и не сдвигается ли деталь в захвате, и замеряет размеры. Программы, стопки и тара под комплекты тоже моделируются заранее — это экономит время на переналадке.

Как оценить эффект ячейки в деньгах — по формуле окупаемости из статьи «Промышленные роботы в металлообработке». Что меняется в конструкции гнутой детали, если её будет гнуть робот, — в статье «Конструирование гнутых деталей».