随着“工業4.0”時代以及“智能制造與中國制造2025”概念的到來，钣金行業也不例外的進行着一場變革。智能化、柔性化加工技術已成為钣金高端制造者的追求和願望。因此，機械手折彎單元就在這種市場環境下應運而生，筆者本文要介紹的就是這樣一款钣金工業自動化技術産品。

钣金行業折彎工藝現狀分析

在钣金行業中，我們大多數企業目前還是應用着過去傳統的折彎工藝，在生産過程中，由于産品多品種、多規格，小批量，仍然需要多台折彎機和大量的技術熟練有豐富經驗的钣金折彎操作工來完成工件折彎。但是在實際工作中存在着如下問題：一是由于操作工長時間工作，耐力沒有持續性而導緻每次放置的工件高低位置不一緻。操作工不會像機器人一樣保持穩定性工作，因此折彎工件因受人工影響，尺寸和折彎精度得不到保證，導緻成品質量差；二是面對大工件一般需要3～4個（圖1）操作工完成，招工難、成本高是企業的困境；三是操作者工作安全性差，擡着工件幹活容易發生工傷事故。

現在钣金設備折彎機的制造和精度比過去雖然有了很大提高，但與“工業4.0之路”以及“智能制造與中國制造2025”還是存在着較大差距，在“智能化生産、個性化定制、服務化延伸和網絡化協同”等方面還需要钣金設備制造細分領域和需方的共同創新開拓，這種創新開拓和推廣應用就是生産力的又一次提高和解放。

圖1 數控折彎機及傳統折彎工件

钣金行業傳統折彎需要解決的問題

钣金行業傳統折彎需要解決如下問題：（1）制造問題：不能實現多品種、小批量、快速切換；（2）制件精度低的問題：钣金行業高精度工件折彎加工精度低，質量不穩定；（3）企業用工難的問題：钣金折彎操作工稀缺，工人勞動強度大；（4）綜合問題：人員成本，安全隐患，工藝布局，管理運營。

以上問題可通過選用一套智能化機械手折彎單元（圖2）來解決：包含數控折彎機、德國原裝KUKA7軸機械手及導軌、配套上料工位、磁性闆料分離裝置、對中定位工作台、闆料翻轉機構、上料抓手、成品堆垛，離線編程軟件、參數化編程軟件和二次開發的相關折彎軟件以及延伸服務等。

圖2 機械手折彎單元

機械手折彎單元技術特點

設計研發

LAG葛世國際在産品設計研發中，注重用戶個性化需求和定制化的特點，以客戶的需求和目标為第一要務，在每個技術方案的制定中，一是要與客戶進行詳細的技術交流；二是要對客戶提供的工件加工圖紙進行計算機模拟分析；三是要對客戶的典型工件進行現場打樣試驗；四是要對客戶的工件進行分類分析和數據處理。在确認上述程序性工作完成後，再進行技術方案的制定，在技術方案和方案圖得到客戶認可後就進行全面設計。

LAG葛世國際機械手折彎單元（圖3）在設計上采用先進的三維設計，在材料、結構、傳感器、實時補償、随動、激光角度測量、自動換模、自動換抓手、軟件及控制、參數化編程、離線編程、生産管理軟件和總線控制技術方面全部采用和選用國際一流軟硬件品牌。折彎機機身設計采用了目前世界上最先進的設計軟件和設計方法對機床進行結構力學分析，通過其多年的設計經驗，我們完全掌握了折彎機的框架結構特征，對各受力點進行有限元分析，實現了對折彎機的側肩、上橫梁及下梁及下橫梁各結構點的力學分析，充分地保證了機床設計的合理性、可靠性和穩定性。

圖3 機械手折彎單元三維設計

LAG葛世國際機械手折彎單元用最新的技術（軟件、硬件），打造智能化産品概念，在生産過程中可實時數據交換、實時補償和折彎跟蹤随動，提供最完善的産品技術和服務。通過其設計理念走國際大品牌産品研發的路子，其主要解決的問題及獲得的效果是：

(1)解決了钣金定制化生産的工藝難題，解決了如電梯行業：多産品，小批量（5件-10件）、多品種零件的快速切換生産問題；

(2)解決了産品質量不穩定、制件精度低，産品一緻性差的問題；

(3)解決了生産效率低，生産布局及工藝路線不合理的問題；

(4)解決了招工難，用人難，人力成本高，人工折彎勞動強度大的問題；

(5)提高了折彎精度及自動化程度，提高了企業智能制造的能力，增加了客戶參觀的視覺效果。

優質材料應用

LAG葛世國際機械手折彎單元的折彎機機架，制造材料選用45号鋼，與國内同類産品機架采用Q235-A材料相比，具有很好的綜合機械性能，具有剛性好、強度高、穩定性好的特點。

獨特的機架結構

傳統折彎機一般采用焊接式機架，包括左右立柱、下橫梁（工作台）、油箱和支撐方梁采用整體焊接結構。LAG葛世國際機械手折彎單元中的折彎機機架采用非焊接機架結構。采用獨家的機架鉚接技術（圖4），下橫梁（工作台）與立柱之間采用高強度鋼螺栓緊固連接，這種柔性連結充分保證了機身在高強度載荷情況下，能極大程度地降低機架應力變形。

其結構特點：（1）确保了機器無焊接應力變形；（2）提高了機器裝配精度；（3）提高了機器使用壽命；（4）大幅提高了液壓補償精度。

圖4 機架鉚接技術

傳感器（精密電位計）應用技術

為了保證高精度的钣金折彎，我們在折彎機的上橫梁（滑塊）和下橫梁（工作台）安裝了傳感器（圖5），在工作狀态時将上、下橫梁的變形量，實時準确地反饋到數控系統（PC），數控系統經過計算比對後，輸出相應的補償值驅動補償油缸進行動态補償，以獲得滿意的制件精度。這項技術在國内同行中屬于獨家應用技術。

圖5 傳感器應用

補償技術

G-FLEX牆闆比例型變補償系統為一項專利補償技術，G-FLEX補償系統在折彎機上無論折彎條件随着闆材厚度、長度或折彎位置發生任何變化，都能保證每次折彎角度在全長内完全一緻，消除光栅尺的測量誤差，保證機器的精度。

G-CS自動撓補系統通過閉環控制，在闆厚一定的折彎情況下簡化了複雜的試折彎工作過程，即使折彎工件的長度不同，或者在折彎機的不同位置都能确保折彎出來的工件具有完全一緻的角度及直線度，無需人工幹預。可實現最高折彎精度，最好穩定性，可實時動态補償。

——本文選自《钣金與制作》2018年第12期

《LAG機械手折彎單元技術特點及應用 》(下)見《钣金與制作》2019年第1期

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