就像很多業(yè)內(nèi)人士一直強(qiáng)調(diào)的：在某些特定的領(lǐng)域，國(guó)產(chǎn)機(jī)器人有機(jī)會(huì)實(shí)現(xiàn)“彎道超車”或者說可以比國(guó)外品牌做得更好，這一想法正不斷被一些國(guó)內(nèi)領(lǐng)軍企業(yè)實(shí)踐并證實(shí)。比如金屬成形折彎，埃斯頓機(jī)器人甚至已經(jīng)成為行業(yè)首選。

談到細(xì)分應(yīng)用領(lǐng)域，從前幾年開始，工業(yè)機(jī)器人在焊接、噴涂、碼垛等領(lǐng)域的應(yīng)用逐漸成熟，案例漸增，在折彎方面的應(yīng)用相對(duì)較少，事實(shí)上，折彎是一種應(yīng)用廣泛又有一定危險(xiǎn)性的工藝，其市場(chǎng)前景蔚為可觀。

鈑金加工行業(yè)經(jīng)歷了2018年的市場(chǎng)寒冬，市場(chǎng)變化帶來行業(yè)的求變，同時(shí)也帶來了自動(dòng)化的新契機(jī)，而折彎作為其重要的工序，引來越來越多企業(yè)進(jìn)入或者加速布局，正形成新的市場(chǎng)牌局。

折彎自動(dòng)化破鈑金加工“瓶頸”

20世紀(jì)70年代末，以軍工行業(yè)引進(jìn)德國(guó)通快數(shù)控沖壓設(shè)備作為開端，我國(guó)鈑金加工業(yè)開始起步。

20世紀(jì)80年代，紡機(jī)、高低壓配電行業(yè)大規(guī)模引進(jìn)數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床、數(shù)控折彎?rùn)C(jī)、數(shù)控剪板機(jī)、直角剪所謂“四大件”，建立起來現(xiàn)代鈑金制造行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

發(fā)展到今天，新技術(shù)、新工藝不斷的產(chǎn)生、發(fā)展，帶來了鈑金加工行業(yè)巨大的變化。2018年，不少鈑金工廠都深感市場(chǎng)寒冬，步履艱辛，多品種、小批量、定制化、高質(zhì)量、短交期、制造成本降低的壓力接踵而至，在再加上龐大的終端市場(chǎng)需求，倒逼著鈑金終端企業(yè)在管理與技術(shù)革新上做出改變。

2019年，鈑金行業(yè)依舊面臨著巨大的市場(chǎng)機(jī)遇與挑戰(zhàn)。鈑金加工傳統(tǒng)技術(shù)和工藝難以適應(yīng)新市場(chǎng)環(huán)境，亟需提高加工工藝，擴(kuò)大規(guī)模，所以促進(jìn)鈑金加工向機(jī)械自動(dòng)化的趨勢(shì)發(fā)展是必然之舉。

而在鈑金加工中，折彎工序仍被作為“瓶頸工序”，嚴(yán)重影響到鈑金前加工單元上下工序間的節(jié)拍平衡，俗話說“瓶頸工序決定最大產(chǎn)能”，如何消除瓶頸并提高折彎工序的生產(chǎn)效率顯得尤為重要。

折彎工序在整個(gè)鈑金加工工藝流程中起到承上啟下的重要作用，折彎工藝的好壞，直接影響到產(chǎn)品的最終尺寸及外觀。此外，折彎工序在鈑金加工環(huán)節(jié)中較其他機(jī)加工工序而言，對(duì)員工的操作技能提出了較高的要求，操作工技能水平的高低，經(jīng)驗(yàn)豐富與否將直接體現(xiàn)到折彎?rùn)C(jī)的有效稼動(dòng)率。

鈑金折彎自動(dòng)化大有可為

“目前鈑金加工行業(yè)自動(dòng)化程度還不是很高，主要是自動(dòng)折彎、壓鉚程度不高?！备＝╟博特自動(dòng)化設(shè)備有限公司總經(jīng)理翁偉表示，c博特是專門針對(duì)鈑金折彎進(jìn)行自動(dòng)化系統(tǒng)集成的企業(yè)。

在金屬鈑金折彎成形過程中，傳統(tǒng)作業(yè)時(shí)每臺(tái)折彎?rùn)C(jī)均需要配備一名操作者。由于各行各業(yè)對(duì)產(chǎn)品的品種要求繁多、數(shù)量巨大，且折彎?rùn)C(jī)屬于危險(xiǎn)類別較高的生產(chǎn)設(shè)備，安全隱患也比較大，此道生產(chǎn)工序愈發(fā)成為一項(xiàng)繁重危險(xiǎn)度較高的體力工作，所以用機(jī)器人替代人工作業(yè)也逐漸成為必然發(fā)展趨勢(shì)。

與人工相比較，折彎?rùn)C(jī)器人的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在效率、安全和質(zhì)量三個(gè)方面，前兩個(gè)方面優(yōu)勢(shì)顯而易見，質(zhì)量上的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是折彎?rùn)C(jī)器人的定位精準(zhǔn)，重復(fù)性好；二是良好的夾持效果杜絕了皺紋，這是因?yàn)槿斯ひ秒p手托著工件做跟隨動(dòng)作，但兩手必有先后，工件受力不勻容易產(chǎn)生皺紋。

在當(dāng)今生產(chǎn)制造業(yè)領(lǐng)域，鈑金折彎成形已經(jīng)滲透到諸多行業(yè)，如汽車、家電、電氣、廚具、電子及消費(fèi)品等。

在國(guó)內(nèi)，一些大型的電氣柜、家電的生產(chǎn)制造企業(yè)已將機(jī)器人折彎應(yīng)用到實(shí)際的生產(chǎn)作業(yè)中，但仍有更多的金屬鈑金制造企業(yè)尚未實(shí)現(xiàn)或正在籌劃這一環(huán)節(jié)的自動(dòng)化應(yīng)用方案。

對(duì)于很多中小企業(yè)來說，其所生產(chǎn)的產(chǎn)品規(guī)格不固定、產(chǎn)量偏少且不穩(wěn)定，折彎?rùn)C(jī)需要經(jīng)常更換及調(diào)整上下模刀口導(dǎo)致基準(zhǔn)位置發(fā)生變化，機(jī)器人就需要反復(fù)校準(zhǔn)，使得機(jī)器人作業(yè)的優(yōu)勢(shì)不能充分體現(xiàn)，機(jī)器人自動(dòng)化折彎系統(tǒng)在這些企業(yè)中未得到廣泛推行實(shí)施。值得肯定的是，未來隨著機(jī)器人智能化、柔性化的提升，這些企業(yè)也將逐步成為機(jī)器人應(yīng)用的潛在客戶。

新牌局

“目前埃斯頓的折彎?rùn)C(jī)器人在全球是最好的”此前，在接受采訪時(shí)，埃斯頓集團(tuán)執(zhí)行總裁諸春華說?；诎Ｋ诡D在鈑金行業(yè)20多年的積累和沉淀，在對(duì)于工藝的充分理解下，埃斯頓的折彎?rùn)C(jī)器人目前已經(jīng)占據(jù)市場(chǎng)的半壁江山。

埃斯頓利用自身在金屬成形機(jī)床行業(yè)的天然優(yōu)勢(shì)，定制了折彎?rùn)C(jī)器人，具有計(jì)算機(jī)自動(dòng)編程、智能化自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)、自動(dòng)跟隨等功能。能夠滿足大部分鈑金折彎應(yīng)用需求，與國(guó)內(nèi)外折彎?rùn)C(jī)龍頭廠家都有合作。

國(guó)外品牌中，除了ABB、KUKA、安川、發(fā)那科以外，柯馬、川崎等廠家也提供帶有折彎跟隨功能的機(jī)器人。

ABBIRB6660折彎?rùn)C(jī)器人主要目標(biāo)是為壓機(jī)管理應(yīng)用提供更快的機(jī)器人解決方案；KUKAKR150-2機(jī)器人可以與折彎中心形成機(jī)器人折彎工作站；安川Motoman雙臂機(jī)器人也被應(yīng)用在折彎工藝中。

2019年伊始，翠峰科技攜手川崎機(jī)器人全新推出川崎RS全系列折彎?rùn)C(jī)器人，多種版本全面上線，可滿足多種客戶需求。

近兩年，在細(xì)分領(lǐng)域突圍的指導(dǎo)思想下，國(guó)產(chǎn)機(jī)器人企業(yè)也開始相繼進(jìn)入和布局折彎?rùn)C(jī)器人，其中機(jī)器人本體企業(yè)包括配天機(jī)器人、錢江機(jī)器人以及新時(shí)達(dá)等，當(dāng)然，在本體企業(yè)背后，還有一部分系統(tǒng)集成商，其中就包括凱爾達(dá)機(jī)器人、翠峰科技、c博特自動(dòng)化等。

配天機(jī)器人鈑金折彎工作站從機(jī)器人本體、控制系統(tǒng)、機(jī)器人用的電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器、折彎功能包，全是配天自主研發(fā)。

在前段時(shí)間舉辦的深圳機(jī)械展上，新時(shí)達(dá)SR85B折彎專用機(jī)器人正式亮相，作為其向細(xì)分市場(chǎng)自動(dòng)化解決方案推進(jìn)的一大步。

難點(diǎn)與突破點(diǎn)

翁偉表示，機(jī)器人折彎的難點(diǎn)主要在于機(jī)器人要配合相關(guān)的工具工件隨動(dòng)以及保證運(yùn)動(dòng)過程中的精度，為此，各企業(yè)都圍繞這兩個(gè)方面進(jìn)行技術(shù)突破。

埃斯頓利用自己在機(jī)器人控制系統(tǒng)與機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的技術(shù)和平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)無縫連接，開發(fā)折彎軟件包，對(duì)折彎過程中機(jī)器人托料實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。在不同折彎速度下，機(jī)器人實(shí)現(xiàn)自動(dòng)匹配的完全跟蹤，折彎示教時(shí)間從過去2-3天縮短到2-3小時(shí)。

FANUC機(jī)器人鈑金折彎系統(tǒng)采用的正是最新開發(fā)的折彎軟件包，能夠通過FANUC直線跟蹤技術(shù)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人與折彎?rùn)C(jī)跟隨進(jìn)行同步動(dòng)作，提高工件的折彎精度。

配天機(jī)器人根據(jù)折彎刀的移動(dòng)托著板材同步運(yùn)動(dòng)，避免折彎過程中由于重力作用導(dǎo)致的板材變形和折彎質(zhì)量差的問題，折彎?rùn)C(jī)器人精確地實(shí)時(shí)跟隨折彎?rùn)C(jī)的折彎進(jìn)給速度和軌跡，大大提高折彎精度和效率。

新時(shí)達(dá)折彎?rùn)C(jī)器人通過前期對(duì)折彎坐標(biāo)系的標(biāo)定，加上軟件包的折彎軌跡跟蹤功能和補(bǔ)償角度的運(yùn)算，使得折彎時(shí)機(jī)器人可以自動(dòng)跟隨折彎刀模壓合的力度軌跡的變化而變化。

與弧焊、點(diǎn)焊、噴涂相比較，折彎操作會(huì)改變工件形狀，幾乎每次折彎都會(huì)改變夾具和折彎線之間的距離，再加上每次折彎的角度和方向也不相同，因此必須重新計(jì)算機(jī)器人的路徑，而且，由于工件不斷變形，避碰難度也提高了。總之，折彎?rùn)C(jī)器人的程序非常繁復(fù)，如果人工編程的話，機(jī)器人的優(yōu)勢(shì)會(huì)大大削弱，小批量生產(chǎn)時(shí)，尤其如此，唯一的出路是用軟件輔助編程，因此軟件的突破非常關(guān)鍵。

基于埃斯頓對(duì)折彎?rùn)C(jī)、折彎數(shù)控系統(tǒng)、折彎工藝的了解，結(jié)合擁有自主工業(yè)機(jī)器人的優(yōu)勢(shì)，埃斯頓開發(fā)了《SmartRobotBending》，經(jīng)過不斷的實(shí)踐和完善，目前4.0版本即將推出，據(jù)埃斯頓鈑金事業(yè)部負(fù)責(zé)人馬玉楠介紹，4.0版本在產(chǎn)品易用性和速度上做了進(jìn)一步提升。

2018年12月，F(xiàn)ANUC推出了一種靈活的機(jī)器人柔性伺服折彎系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要針對(duì)的是小批量、多品種鈑金件的柔性生產(chǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)1200X600mm以內(nèi)不同鈑金產(chǎn)品的混線生產(chǎn)；該系統(tǒng)采用新型的生產(chǎn)方式，通過MES生產(chǎn)管理系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)的生產(chǎn)管理與監(jiān)控，操作者只要完成生產(chǎn)任務(wù)的制定，即可實(shí)現(xiàn)24小時(shí)的無人化生產(chǎn)。

在推出折彎?rùn)C(jī)器人新品的同時(shí)，翠峰科技還與川崎機(jī)器人聯(lián)合開發(fā)了機(jī)器人折彎軟件【K-Bending】，并被授予該軟件獨(dú)家代理權(quán)。事實(shí)上，早在2013年，翠峰科技就聯(lián)合柯馬開發(fā)了基于conveyortracking的機(jī)器人折彎系統(tǒng)，并于2015年底完成測(cè)試，在2017年為數(shù)家客戶成功安裝了多臺(tái)折彎?rùn)C(jī)器人。

而配天自主開發(fā)的機(jī)器人折彎功能包，實(shí)現(xiàn)AIR20機(jī)器人與折彎?rùn)C(jī)聯(lián)動(dòng)，機(jī)器人按運(yùn)動(dòng)指令跟隨鈑金同步運(yùn)動(dòng)；凱爾達(dá)機(jī)器人研發(fā)的鈑金折彎系統(tǒng)適用于多種金屬材料的應(yīng)用集成，該鈑金折彎系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單、環(huán)保節(jié)能、空間利用率高。

有業(yè)內(nèi)人士指出，折彎?rùn)C(jī)器人技術(shù)已趨成熟，今后的改進(jìn)方向之一是夾具(包括翻面架)，來實(shí)現(xiàn)夾具的通用化，但最主要的改進(jìn)還是在軟件方面，比如路徑規(guī)劃問題，根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)，如增加產(chǎn)量、提高質(zhì)量乃至降低功耗，會(huì)產(chǎn)生不同的路徑優(yōu)化策略。

文章部分素材來源：楊晟《金屬鈑金機(jī)器人自動(dòng)化折彎技術(shù)的研究》

ABB中國(guó)研究中心吳剛、王海鵬，ABB通用工業(yè)部3C工程中心劉若愚《折彎?rùn)C(jī)器人》