LVD先進(jìn)折彎技術(shù)在鈑金行業(yè)的應(yīng)用

文/李朝富·埃威迪（黃石）數(shù)控技術(shù)有限公司

成立于1952年的比利時(shí)LVD公司是全球知名的鈑金設(shè)備制造商，其產(chǎn)品線涵蓋范圍非常廣，包括激光切割機(jī)、沖床、折彎機(jī)、剪板機(jī)以及配套的軟件（數(shù)控軟件、離線編程軟件和生產(chǎn)管理軟件）和配套自動(dòng)化（單機(jī)自動(dòng)化和整廠自動(dòng)智能制造）。 折彎機(jī)作為公司的主打產(chǎn)品，LVD可提供40噸到3000噸的全覆蓋范圍的折彎機(jī)，對(duì)于精密折彎和自動(dòng)化折彎有著許多獨(dú)特技術(shù)和應(yīng)用。

自主研發(fā)的強(qiáng)大的數(shù)控系統(tǒng)

LVD自八十年代開始自主研發(fā)折彎機(jī)數(shù)控系統(tǒng)，目前最新一代折彎機(jī)數(shù)控系統(tǒng)Touch-B，采用19寸圖形化操作界面，功能強(qiáng)大、操作簡單。既可在機(jī)編程，也可離線編程，在線傳輸程序。Touch-B數(shù)控系統(tǒng)可以通過屏幕的三維畫面引導(dǎo)折彎工安裝模具和折彎工件的定位。

Touch-B數(shù)控系統(tǒng)可以適應(yīng)各種折彎機(jī)和折彎場景，例如LVD為大飛機(jī)機(jī)身折彎定制的Synchro-Form 1000/122的大型自適應(yīng)折彎機(jī)（圖1），此折彎機(jī)有200多個(gè)數(shù)控軸控制每小段上模下壓深度，即使折彎銑了很多鍵槽且厚度不均的航空合金鋁板材，Touch-B數(shù)控系統(tǒng)也能輕松勝任，折出完美的弧度。

圖1 LVD大型Synchro-Form 1000/122折彎機(jī)

強(qiáng)大的離線編程軟件

LVD折彎離線編程軟件CADMAN-B，可快速對(duì)導(dǎo)入的二維或三維圖紙進(jìn)行分析，選擇少數(shù)幾個(gè)參數(shù)后即可對(duì)折彎自動(dòng)編程，通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到折彎機(jī)的數(shù)控系統(tǒng)Touch-B進(jìn)行折彎。除了折彎編程外，CADMAN-B軟件還有一大功能是可以對(duì)三維工件進(jìn)行精確地展開。

實(shí)際三維工件的展開尺寸不光跟材料有關(guān)系，還跟折彎角度、選用的模具有關(guān)。所以LVD不是采用兩倍板厚或DIN 6935標(biāo)準(zhǔn)來計(jì)算折彎展開補(bǔ)償量，而是自動(dòng)調(diào)用數(shù)據(jù)庫的實(shí)測(cè)折彎補(bǔ)償數(shù)據(jù)來自動(dòng)計(jì)算出折彎展開補(bǔ)償量。LVD幾十年的折彎經(jīng)驗(yàn)形成了具有海量數(shù)據(jù)的材料特性數(shù)據(jù)庫，三維工件的展開自動(dòng)調(diào)用數(shù)據(jù)庫的參數(shù)，展開尺寸能做到精準(zhǔn)無誤。而且數(shù)據(jù)庫是開放式的，如果有新的板材可以通過實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行補(bǔ)充。

表1集中列出了幾種不同材料、厚度和下模開口對(duì)應(yīng)三種不同計(jì)算方法下計(jì)算出的折彎補(bǔ)償量。

表1 幾種不同材料、厚度和下模開口對(duì)應(yīng)三種不同計(jì)算方法下計(jì)算出的折彎補(bǔ)償量

折彎角度精度的保證

CNC全長連續(xù)機(jī)械撓度補(bǔ)償

折彎工件時(shí)數(shù)控系統(tǒng)自動(dòng)核算工件折彎所需噸位，伺服電機(jī)控制上下兩個(gè)楔形塊的相對(duì)位移來自動(dòng)調(diào)整撓度補(bǔ)償量，確保工件折彎時(shí)上下模間距全長相同，可得到全長一致的折彎角度。CNC機(jī)械撓度補(bǔ)償不同于液壓撓度補(bǔ)償，無需進(jìn)行液壓系統(tǒng)維護(hù)或校正，而且補(bǔ)償是全長連續(xù)的。更重要的是，CNC機(jī)械撓度補(bǔ)償折彎短的厚板能力優(yōu)于液壓撓度補(bǔ)償。

獨(dú)立的滑塊位置測(cè)量

從工作臺(tái)兩邊各引出一獨(dú)立的C形支架至油缸下方的滑塊并安裝海德漢光柵尺，見圖2，以精確測(cè)量和控制滑塊的下壓深度，獲得精確的折彎結(jié)果?；瑝K位置控制的精確度不受折彎時(shí)C形開口立柱變形的影響，無需其他額外的復(fù)雜且不精確的補(bǔ)償。

圖2 裝在獨(dú)立C形支架上的滑塊位置測(cè)量裝置

EASY-FORM自適應(yīng)折彎技術(shù)

LVD二十多年前取得了專利的自適應(yīng)折彎技術(shù)——采用激光實(shí)時(shí)測(cè)量和控制工件的折彎角度，不同于傳統(tǒng)的自由折彎控制滑塊下壓距離來間接控制工件的折彎角度，EASY-FORM自適應(yīng)折彎技術(shù)（圖3）是直接通過檢測(cè)和控制工件的折彎角度反過來控制滑塊的下壓深度。LVD激光測(cè)量系統(tǒng)可以保證首件即是合格成品，無需試折，降低了廢品率，折彎精度可達(dá)±20分的高精度并且加工工件具有高一致性。EASY-FORM自適應(yīng)折彎技術(shù)對(duì)材質(zhì)、材料厚度、材料硬度、材料紋路方向的變化影響具有很好的適應(yīng)性。當(dāng)遇到多品種、小批量情況時(shí)，無需再進(jìn)行繁瑣的機(jī)床設(shè)置，有效提高了折彎機(jī)的運(yùn)行效率。EASY-FORM自適應(yīng)折彎技術(shù)每秒可快速測(cè)量200次折彎角度數(shù)據(jù)，在批量折彎過程中，也不會(huì)影響折彎效率。普通折彎與EASY-FORM自適應(yīng)折彎工件見圖4、圖5。

圖3 EASY-FORM自適應(yīng)折彎裝置

圖4 普通折彎

圖5 EASY-FORM自適應(yīng)折彎

專利的Stone下模

LVD的下模與普通下模的單圓弧模肩不同，如圖6所示，模肩采用Stone漸變圓弧技術(shù)使板材更加平穩(wěn)地以受最小摩擦力下滾入下模，可有效防止板材劃傷，減少下模磨損，最大化減少板材折痕，并可提高加工精度，以及減少折彎力。

圖6 LVD的Stone下模減少滑動(dòng)摩擦

折彎模具自動(dòng)更換技術(shù)

多品種、小批量生產(chǎn)是當(dāng)前折彎加工的主流，而且工件的復(fù)雜程度和折彎精度要求越來越高。所以折彎機(jī)的模具需要經(jīng)常更換，而且對(duì)折彎角度控制技術(shù)也有更高的要求。LVD為應(yīng)對(duì)市場需求，適時(shí)研發(fā)出了EASYFORM自適應(yīng)折彎技術(shù)的自動(dòng)換模折彎機(jī)TOOLCELL。通過離線編程軟件編好折彎程序后，TOOLCELL折彎機(jī)可通過掃碼或人工調(diào)取Touch-B數(shù)控系統(tǒng)中的折彎程序并自動(dòng)選擇和更換折彎模具，見圖7。折彎工準(zhǔn)備材料到折彎機(jī)后可直接折彎工件，而無需折彎工選擇相應(yīng)的模具并安裝到位。

圖7 自動(dòng)換模折彎機(jī)TOOLCELL

自動(dòng)化折彎

為應(yīng)對(duì)規(guī)?；a(chǎn)，幾臺(tái)折彎機(jī)可以連成生產(chǎn)線。根據(jù)有無人員參與，可以分為半自動(dòng)化生產(chǎn)線和全自動(dòng)化生產(chǎn)線。半自動(dòng)化生產(chǎn)線一般物料流動(dòng)是自動(dòng)的，工件折彎是人工操作；全自動(dòng)化生產(chǎn)線物料流動(dòng)和折彎都是全自動(dòng)的。全自動(dòng)折彎線折彎可以通過伺服驅(qū)動(dòng)操作定位板材折彎或機(jī)器人操作板材折彎，機(jī)器人自動(dòng)折彎應(yīng)用柔性化更高，所以應(yīng)用更為廣泛。

圖8是一個(gè)典型的機(jī)器人折彎布局圖，包括折彎機(jī)、機(jī)器人（含地軌）、原材料托盤、成品工件托盤、定位臺(tái)、翻轉(zhuǎn)輔助臺(tái)、模具庫和抓手庫?？筛鶕?jù)實(shí)際需要選擇是否配模具庫和抓手庫，原料或成品也可做成物流輸送線。

圖8 典型的機(jī)器人折彎系統(tǒng)布局圖

自動(dòng)化智能折彎單元

機(jī)器人自動(dòng)化折彎最大的痛點(diǎn)在于新工件的編程和調(diào)試（示教），所以行業(yè)里一直有種觀念就是只有大批量的生產(chǎn)才適合自動(dòng)化折彎，中小批量的生產(chǎn)自動(dòng)化折彎不劃算。LVD聯(lián)合KUKA公司一起研發(fā)了一套將折彎機(jī)和機(jī)器人的軟件和硬件有機(jī)結(jié)合的系統(tǒng)，將折彎機(jī)和機(jī)器人的程序通過離線編程軟件自動(dòng)編程并模擬，且無需進(jìn)行機(jī)器人示教，可以直接啟動(dòng)機(jī)器人編程。一個(gè)新工件從拿到圖紙到機(jī)器人批量折彎只需要二十分鐘就可以完成。當(dāng)然也不是所有工件都適合自動(dòng)折彎，比如批量實(shí)在很小或工件定位非常復(fù)雜，人工折彎可能更為快捷方便。所以，該智能折彎單元也兼顧人工手動(dòng)折彎，一鍵即可快速切換模式，而且折彎機(jī)前面有比較開闊的操作空間。

LVD目前可提供兩款智能化折彎單元DYNACELL（配折彎Dyna Press 40/15 Pro）和ULTIFORM（配折彎TOOLCELL 135/30），見圖9、圖10。

圖9 智能化折彎單元DYNACELL

圖10 智能化折彎單元ULTIFORM

大型板材的自動(dòng)化折彎

大型板材折彎的操作和定位難度大，勞動(dòng)強(qiáng)度大，有安全隱患，而且折彎工件精度控制難。LVD為此開發(fā)了SYNCHRO-FORM自適應(yīng)折彎機(jī)（圖11），折彎機(jī)按需配了多對(duì)SYNCHRO-FORM模塊，這些模塊可以抓取和定位折彎板材，并對(duì)每一刀折彎進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)和補(bǔ)償，SYNCHRO-FORM折彎精度見圖12。此折彎機(jī)的優(yōu)勢(shì)如下：

圖11 SYNCHRO-FORM自適應(yīng)折彎機(jī)

圖12 SYNCHRO-FORM折彎精度

⑴節(jié)省超過50%的板材加工時(shí)間；

⑵板材的自動(dòng)定位，抓取和實(shí)時(shí)在線角度補(bǔ)償；

⑶無需人工操作板材；

⑷提供更安全的工作環(huán)境；

⑸離線編程，在線傳輸；

⑹典型應(yīng)用: 起重吊臂、多邊形體工件、多弧度殼體等。

未來的自動(dòng)化智能折彎

除了前述的兩款自動(dòng)化智能折彎單元（DYNACELL和TOOLCELL）外，目前其他自動(dòng)化折彎需求暫時(shí)還只能采用普通的機(jī)器人自動(dòng)化折彎。但隨著LVD在今年年初成功收購KUKA自動(dòng)化+機(jī)器人公司的解決方案業(yè)務(wù)部門，成立了LVD機(jī)器人解決方案公司，后續(xù)會(huì)推出更廣泛的機(jī)器人自動(dòng)化智能折彎單元。新公司將在LVD公司鈑金加工方面的豐富經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，結(jié)合KUKA的機(jī)器人專業(yè)能力，為客戶提供快速編程，無機(jī)器示教，高產(chǎn)出率，帶來更多“圖紙到工件”的快速成形解決方案。

金銀色臉譜代表各種神怪形象，主要代表人物如來佛、二郎神等。

戲劇劇種：京劇

代表人物：孫悟空

行當(dāng)界定：副凈

顏色標(biāo)簽：威儀、英勇無敵

人文影響：神通廣大的神怪天花板

詩風(fēng)解讀：銀光爍爍大圣容

地獄改命戲海龍

三味真火煉神通

一棒金箍鬧天宮