具有内嵌机器人控制的折弯机数控系统装置及方法
【专利摘要】本发明公开一种内嵌机器人控制的折弯机数控系统装置及方法，折弯机数控系统装置包括数控系统、机器人、机架、滑块控制机构、滑块、上模、下模、上料架和出料站，数控系统设置在机架上，机器人设置在机架上，滑块控制机构推动滑块上下运行，上模安装在滑块上，上模的下方设置下模，下模设置在机架上，上料架安装在机架左边，出料站安装在机架右边。本发明通过数控系统将机器人与折弯加工统一编程和同步运动控制，使机器人成为数控折弯机的内嵌部分并取消了后档了机构，解决了现有市场上常用数控折弯机和机器人各自独立控制，需要专门的软件模拟机器人跟随折弯过程所造成使用复杂性的缺陷。
【专利说明】
具有内嵌机器人控制的折弯机数控系统装置及方法
技术领域
[0001]本发明属于机电数控设备领域，具体来说是一种内嵌机器人控制的折弯机数控系统装置及使用方法。
【背景技术】
[0002]现有市场上数控折弯机采用机器人的实际应用并不常见，其原因是机器人控制器与折弯机数控系统的各自独立的控制系统，但是在折弯操作过程中会改变工件形状，需要机器人精确跟随折弯机的折弯进给速度和轨迹，否则跟随误差将影响折弯精度和折弯变形过程。此外由于每次折弯的定位中心、折弯角度和模具形状等工艺参数都是不同的，如何计算机器人的路径非常困难。
[0003]为解决机器人折弯跟随的问题，市场上有专门开发的机器人折弯软件，根据工件的设计尺寸和模具尺寸等工艺文件，通过输入折弯参数和选取折弯线后，软件自动计算处机器人路径，而后输入机器人控制器，再与数控系统联合控制钣金的自动折弯过程。
[0004]这个过程操作比较复杂，对于小批量的钣金加工基本上无法使用，效率太低。
[0005]另外，通用折弯机机器人与折弯机本体是分离的，机器人坐标系原点和机床坐标系统原点之间的距离需要通过检测计算获得，且误差较大，每次折弯都必须必须通过后挡料机构辅助定位钣金而获得准确的折边长度，这同样影响了加工效率并增加了机构成本。
[0006]因此，特别需要一种具有内嵌机器人控制的折弯机数控系统装置及方法，以解决现有技术中存在的问题。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是为了解决现有技术中，没有一种适于实用方便的折弯机机器人装置的缺陷，提供一种内嵌机器人控制的折弯机数控系统装置及方法，来解决现有技术中存在的问题。
[0008]为实现上述目的，本发明的技术方案如下:
[0009]—种具有内嵌机器人控制的折弯机数控系统装置，包括上模、滑块、机架、下模和机架，所述上模安装在滑块上，所述滑块可上下滑动的设置在机架上，在所述机架上，上模的下方固定设置下模，其特征在于:还包括数控系统和用于抓取释放工件的机器人，所机器人设置在机架上，所述滑块的上下滑动和机器人的运动分别由数控系统控制。
[0010]在本发明中，还包括滑块控制机构，所述滑块控制机构推动滑块上下运行。
[0011 ]在本发明中，所述机器人为五轴机器人。
[0012]在本发明中，所述机器人的侧部设置上料架。
[0013]—种具有内嵌机器人控制的折弯机数控系统装置的使用方法，包括以下步骤:
[0014]步骤一，操作人员在数控系统上输入工件图纸，在图纸上定义工件夹具中心坐标和折弯线到夹具中心的距离，继续输入折弯工艺参数，而后数控系统内部自动计算规划机器人和滑块的控制轨迹代码。
[0015]步骤二:操作人员慢速运行折弯程序，检查全过程有无控制异常，测量工件折弯后的尺寸和角度精度，如果达到要求则进入下一步。
[0016]步骤三:操作人员启动正常运行折弯程序，首先操作人员在上料架上放置一定数量的工件后启动自动折弯，然后机器人从上料架上取料，将钣金送到上模表面定位，滑块控制机构驱动滑块下行，当滑块下端接触到工件上表面时，工件开始向上弯曲变形，数控系统自动控制滑块和机器人协调运动，使机器人精确跟随工件旋转完成折弯过程，最后滑块上行，机器人按照规避碰撞路线从模具中移出工件，并将工件放置到出料站里。
[0017]在本发明中，所述的折弯工艺参数包括数控系统中设置的上下模具尺寸、工件宽度尺寸、工件厚度尺寸和模具规避路线等参数。
[0018]在本发明中，所述步骤三的跟随是指夹具始终抓住工件，随着工件逐渐旋转，机器人也同步地做圆弧运动。
[0019]在本发明中，所述机器人结构采用五轴坐标系统，这种机器人结构只是机器人结构中的一种，也可以采用其它结构的机器人，不仅限于使用五轴机器人结构。
[0020]在本发明中，在所述数控系统中编辑钣金参数后，数控系统内部自动计算滑块位置和机器人路径的相关关系，不需要通过其它软件计算机器人的运动路径。
[0021 ]在本发明中，所述数控系统控制机器人和滑块控制机构运动。
[0022]有益效果
[0023]1、本发明的一种内嵌机器人控制的折弯机数控系统装置及方法，与现有技术相比，解决了现有市场上常用折弯机机器人使用过程复杂的缺陷，通过钣金的简单编程后，在数控系统内部自动计算滑块位置和机器人路径的相关关系，不需要通过其它软件计算机器人的运动路径，操作过程简单快速，提高了工作效率;本发明采用特定的结构组合，不需要后挡料机构重复定位折弯边长，取消了后挡料机构，节省了重复定位时间，精简了折弯机结构；
[0024]2、机器人设置在机架上，滑块的上下运动和机器人的运动分别由数控系统控制，使得机器人坐标系和机床坐标系统一由数控系统管理控制，机器人坐标系原点和机床坐标系统原点之间的距离是机械设计安装确定的，所以不需要后挡料机构定位钣金得到准确的折边长度。
【附图说明】
[0025]图1现有市场上一种外置机器人的折弯机结构示意图；
[0026]图2本发明的内嵌机器人的折弯机结构示意图；
[0027]图中:1、数控系统；2、机器人;3、机架;4、滑块控制机构；5、滑块;6、上模;7、下模；8、上料架;9、出料站;10、工件;11、后挡料机构。
【具体实施方式】
[0028]在全部附图的视图中，对应的参考符号表示对应的部件。
[0029]—种内嵌机器人控制的折弯机数控系统装置，折弯机数控系统装置包括数控系统
1、机器人2、机架3、滑块控制机构4、滑块5、上模6、下模7、上料架8、出料站9和工件10，数控系统I设置在机架3上，机器人2设置在机架3上，滑块控制机构4推动滑块5上下运行，上模6安装在滑块5上，上模6的下方设置下模7，下模7设置在机架3上，上料架8安装在机架3左边，出料站9安装在机架3右边，工件10由机器人2夹具抓取或释放，在数控系统I中编制钣金参数后，数控系统I控制机器人2和滑块控制机构4运行，在折弯钣金向上旋转过程中在数控系统I内部自动计算滑块5位置和机器人2路径，实现机器人2和滑块5的同步折弯控制。折弯机数控系统装置不需要后挡料机构11重复定位折弯边长，节省了重复定位时间，精简了折弯机结构;扩展的实施方案中，可在上模6和下模7的外表面上分别喷涂超疏水疏油复合涂层，使上模6和下模7分别具备超疏水疏油的功能，在长期的使用中，能够保障上模6和下模的卫生等级;进一步的，在扩展的技术方案中，可在机架3上通过粘接的方式设置紫外线杀菌灯，在折弯机数控系统装置所处的空间无人时，可开启紫外线杀菌灯，对折弯机数控系统装置所处的空间进行杀菌，达到较好的使用效果。
[0030]在本发明中，数控系统I控制机器人2和滑块控制机构4运动，优选的实施方式中，滑块控制机构为气缸，通过气缸的活塞运动推动或拉动滑块上下运动，气缸可电性连接数控系统I，由数控系统通过编程控制其活塞运动的时间和频率。
[0031 ]在本发明中，在数控系统I中编辑钣金参数后，数控系统I内部自动计算滑块5位置和机器人2路径的相关关系，不需要通过其它软件计算机器人2的运动路径。
[0032]在本发明中，机器人2设置在机架3上，机器人2从上料架8上取料。
[0033]在本发明中，机器人2结构采用五轴坐标系统，这种机器人结构只是机器人结构中的一种，也可以采用其它结构的机器人，不仅限于使用五轴机器人结构。
[0034]在本发明中，取消了后挡料机构11。机器人坐标系和机床坐标系统一由数控系统I管理控制，机器人坐标系原点和机床坐标系统原点之间的距离是机械设计安装确定的，所以不需要后挡料机构8定位钣金得到准确的折边长度。而通用折弯机机器人2与折弯机本体是分离的，机器人坐标系原点和机床坐标系统原点之间的距离需要通过检测计算获得，且误差较大，必须通过后挡料机构10辅助定位钣金而获得准确的折边长度。
[0035]—种内嵌机器人控制的折弯机数控系统装置的使用方法，包括以下步骤:
[0036]步骤一，操作人员在数控系统上输入工件图纸，在图纸上定义工件夹具中心坐标和折弯线到夹具中心的距离，继续输入折弯工艺参数，而后数控系统内部自动计算规划机器人和滑块的控制轨迹代码。
[0037]步骤二:操作人员慢速运行折弯程序，检查全过程有无控制异常，测量工件折弯后的尺寸和角度精度，如果达到要求则进入下一步。
[0038]步骤三:操作人员启动正常运行折弯程序，首先操作人员在上料架上放置一定数量的工件后启动自动折弯，然后机器人从上料架上取料，将钣金送到上模表面定位，滑块控制机构驱动滑块下行，当滑块下端接触到工件上表面时，工件开始向上弯曲变形，数控系统自动控制滑块和机器人协调运动，使机器人精确跟随工件旋转完成折弯过程，最后滑块上行，机器人按照规避碰撞路线从模具中移出工件，并将工件放置到出料站里。
[0039]在本发明中，取消了后挡料机构。机器人坐标系和机床坐标系统一由数控系统管理控制，机器人坐标系原点和机床坐标系统原点之间的距离是机械设计安装确定的，所以不需要后挡料机构定位钣金得到准确的折边长度。而通用折弯机机器人与折弯机本体是分离的，机器人坐标系原点和机床坐标系统原点之间的距离需要通过检测计算获得，且误差较大，必须通过后挡料机构辅助定位钣金而获得准确的折边长度。
[0040]进一步地，所述的折弯工艺参数包括数控系统中设置的上下模具尺寸、工件宽度尺寸、工件厚度尺寸和模具规避路线等参数。
[0041]进一步地，所述的“跟随”是指夹具始终抓住工件，随着工件逐渐旋转，机器人也同步地做圆弧运动。
[0042]进一步地，本发明机器人结构采用五轴坐标系统，这种机器人结构只是机器人结构中的一种，也可以采用其它结构的机器人，不仅限于使用五轴机器人结构。
[0043]上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种具有内嵌机器人控制的折弯机数控系统装置，包括上模、滑块、机架、下模和机架，所述上模安装在滑块上，所述滑块可上下滑动的设置在机架上，在所述机架上，上模的下方固定设置下模，其特征在于:还包括数控系统和用于抓取释放工件的机器人，所机器人设置在机架上，所述滑块的上下滑动和机器人的运动分别由数控系统控制。2.根据权利要求1所述的具有内嵌机器人控制的折弯机数控系统装置，其特征在于:还包括滑块控制机构，所述滑块控制机构推动滑块上下运行。3.根据权利要求1所述的具有内嵌机器人控制的折弯机数控系统装置，其特征在于:所述机器人为五轴机器人。4.根据权利要求1所述的具有内嵌机器人控制的折弯机数控系统装置，其特征在于:所述机器人的侧部设置上料架。5.—种具有内嵌机器人控制的折弯机数控系统装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤一，操作人员在数控系统上输入工件图纸，在图纸上定义工件夹具中心坐标和折弯线到夹具中心的距离，继续输入折弯工艺参数，而后数控系统内部自动计算规划机器人和滑块的控制轨迹代码。 步骤二:操作人员慢速运行折弯程序，检查全过程有无控制异常，测量工件折弯后的尺寸和角度精度，如果达到要求则进入下一步。 步骤三:操作人员启动正常运行折弯程序，首先操作人员在上料架上放置一定数量的工件后启动自动折弯，然后机器人从上料架上取料，将钣金送到上模表面定位，滑块控制机构驱动滑块下行，当滑块下端接触到工件上表面时，工件开始向上弯曲变形，数控系统自动控制滑块和机器人协调运动，使机器人精确跟随工件旋转完成折弯过程，最后滑块上行，机器人按照规避碰撞路线从模具中移出工件，并将工件放置到出料站里。6.根据权利要求5所述的具有内嵌机器人控制的折弯机数控系统装置的使用方法，其特征在于:所述的折弯工艺参数包括数控系统中设置的上下模具尺寸、工件宽度尺寸、工件厚度尺寸和模具规避路线等参数。7.根据权利要求5所述的具有内嵌机器人控制的折弯机数控系统装置的使用方法，其特征在于:所述步骤三的跟随是指夹具始终抓住工件，随着工件逐渐旋转，机器人也同步地做圆弧运动。8.根据权利要求5所述的具有内嵌机器人控制的折弯机数控系统装置的使用方法，其特征在于:所述机器人结构采用五轴坐标系统，这种机器人结构只是机器人结构中的一种，也可以采用其它结构的机器人，不仅限于使用五轴机器人结构。9.根据权利要求5所述的具有内嵌机器人控制的折弯机数控系统装置的使用方法，其特征在于:在所述数控系统中编辑钣金参数后，数控系统内部自动计算滑块位置和机器人路径的相关关系，不需要通过其它软件计算机器人的运动路径。10.根据权利要求5所述的具有内嵌机器人控制的折弯机数控系统装置的使用方法，其特征在于:所述数控系统控制机器人和滑块控制机构运动。
【文档编号】G05B19/18GK105911955SQ201610480549
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年6月23日
【发明人】沈烈
【申请人】广州纽蓝客精密机床有限公司