Robot tube Bending چیست؟

خم شدن لوله ربات ادغام عمیق بازوهای روباتیک صنعتی با دستگاه های خم کن لوله CNC (کنترل عددی کامپیوتری) برای تشکیل یک سیستم کاملاً خودکار که قادر به تغذیه خودکار، موقعیت یابی، بستن، خم شدن و تخلیه لوله ها بدون دخالت دست است. ربات لوله را کنترل می کند - گرفتن، جهت گیری و تغییر موقعیت آن با دقت بالا - در حالی که دستگاه خم کن CNC عملیات شکل دهی واقعی را با استفاده از قالب های از پیش تعیین شده و ابزار فشار انجام می دهد تا به زاویه خمش، شعاع و هندسه سه بعدی مورد نیاز دست یابد.

در عمل، خم کردن لوله ربات، عملیات خم کردن لوله دستی یا نیمه اتوماتیک سنتی را به سلول های تولید کاملاً خودکار تبدیل می کند. حرکت چند محوری انعطاف‌پذیر ربات صنعتی - معمولاً 6 درجه آزادی - به آن اجازه می‌دهد لوله‌هایی با قطر، ضخامت دیواره و طول‌های مختلف را کنترل کند، آنها را بین خم‌های متوالی تغییر مکان دهد، و با هندسه‌های چند صفحه‌ای پیچیده سازگار شود که دستیابی به طور مداوم از طریق جابجایی دستی بسیار دشوار یا غیرممکن است. این سیستم از تغییرات سریع فیکسچر، نصب موازی چند قالب و اجرای قابل برنامه ریزی چندین اشکال خمشی به ترتیب پشتیبانی می کند، که آن را به سنگ بنای ساخت لوله های با حجم بالا و دقت بالا در صنایع خودروسازی، هوافضا، HVAC، تجهیزات پزشکی و ساخت سازه تبدیل می کند.

نحوه عملکرد خم کردن لوله ربات: فرآیند کامل

درک اینکه خم شدن لوله ربات چیست مستلزم درک نحوه تعامل سیستم های رباتیک و ماشین خمشی در طول چرخه کامل پردازش لوله است. این فرآیند سخت افزار (ربات، ماشین خم کن، ابزار، نوار نقاله) و نرم افزار (برنامه های ربات، برنامه های خمش CNC، کنترل همگام سازی) را در یک گردش کار خودکار یکپارچه ادغام می کند.

مرحله 1: تغذیه و بارگذاری خودکار لوله

لوله خام - معمولاً در طول های مستقیم 3 تا 6 متر - بر روی یک نوار نقاله، قفسه بسته یا سیستم مجله در مجاورت سلول کار ربات بارگذاری می شود. این ربات صنعتی از یک ابزار طراحی شده برای انتهای بازو (EOAT) - یک گیره یا چاک که برای قطر لوله خاص پیکربندی شده است - برای برداشتن لوله های جداگانه از ایستگاه تغذیه استفاده می کند. سیستم‌های بینایی یا سنسورهای توقف مکانیکی موقعیت لوله را قبل از گرفتن ربات تأیید می‌کنند و اطمینان می‌دهند که هر لوله بدون توجه به تغییرات جزئی در موقعیت تغذیه، به درستی انتخاب شده است.

مرحله 2: موقعیت لوله و بستن اولیه

ربات لوله را به دستگاه خم کن می برد و آن را دقیقاً در مجموعه ابزار گیره و خم دستگاه قرار می دهد. لوله در برابر ایستگاه های مرجع یا درون یک چاک کولت قرار دارد تا عمق ورودی صحیح و جهت گیری چرخشی را برای اولین خم ایجاد کند. دستگاه خم کن لوله را به طور ایمن می‌بندد - قالب فشار، قالب خمشی و قالب برف پاک کن در اطراف لوله - و ربات در حین اجرای اولین خم، چنگال خود را آزاد می‌کند یا موقعیت حمایتی کنترل‌شده‌ای را حفظ می‌کند.

مرحله 3: خم شدن با کنترل CNC

با بستن لوله در مجموعه ابزار ماشین خمش، سیستم CNC عملیات خمش را اجرا می کند - قالب خم را در اطراف یک مرکز مشخص می چرخاند تا لوله را در اطراف شعاع خمش تا زاویه مشخص شده بکشد. برنامه خمشی رفتار برگشت فنری مواد را محاسبه می کند، از قبل یک خمیدگی جزئی را برنامه ریزی می کند که پس از آزاد شدن ابزار، لوله را به زاویه دقیق مشخص شده برمی گرداند. خم کن های لوله CNC مدرن زاویه خم را تا 0.1 ± درجه و موقعیت خم (مقادیر YBC - طول تغذیه Y، زاویه خم B و چرخش C) را تا 0.2 ± میلی متر کنترل می کنند. ، ارائه دقت هندسی مورد نیاز مجموعه لوله های پیچیده.

مرحله 4: تغییر موقعیت ربات بین خم ها

پس از اتمام هر خم، دستگاه خم کن لوله را آزاد می کند و ربات - یا محور تغذیه لوله خود دستگاه - لوله را برای خم بعدی تغییر مکان می دهد. این تغییر موقعیت شامل پیش بردن لوله با طول تغذیه صحیح (محور Y)، چرخاندن آن به موقعیت زاویه ای صحیح حول محور خود (محور C) و تأیید اینکه قسمت خم شده قبلی لوله هنگام جابجایی لوله، ساختار دستگاه و مجموعه ابزار را پاک می کند. مهارت شش محوره این ربات به آن اجازه می دهد تا لوله هایی را با بخش هایی که قبلاً خم شده اند در اطراف هندسه دستگاه خم کن مانور دهد - یک قابلیت حیاتی برای اشکال پیچیده لوله چند صفحه.

مرحله 5: تخلیه و انتقال قطعه

هنگامی که تمام خم‌ها در برنامه کامل شد، ربات مجموعه لوله خم شده تمام‌شده را برمی‌دارد و آن را به یک نوار نقاله تخلیه، قفسه قطعه یا مستقیماً به ایستگاه پردازش بعدی (جوشکاری، خلاص‌زدایی، بازرسی) منتقل می‌کند. قسمت تمام شده در برابر نقاط بازرسی با کیفیت تأیید می شود - یا به صورت خطی با یک سیستم دید سه بعدی یا به صورت دوره ای با یک دستگاه اندازه گیری مختصات - و چرخه با لوله خالی بعدی مجدداً شروع می شود.

اجزای کلیدی یک سیستم خم کردن لوله ربات

یک سلول خم کننده لوله ربات کامل چندین زیرسیستم اصلی را ادغام می کند که باید در هماهنگی هماهنگ کار کنند تا به شکل گیری لوله کاملاً خودکار و با دقت بالا دست پیدا کنند. هر جزء نقش خاص و اساسی در قابلیت کلی سیستم ایفا می کند.

نقش ربات صنعتی: انعطاف پذیری چند محوره به عنوان عامل کلیدی

ربات صنعتی عنصری است که اساساً خمش لوله ربات را از خمش لوله خودکار معمولی متمایز می کند. در حالی که یک خم کن لوله CNC استاندارد خود حرکت خمشی را خودکار می کند، همچنان به محورهای تغذیه لوله مکانیکی با انعطاف پذیری محدود برای موقعیت لوله متکی است. ادغام یک ربات صنعتی 6 محور جایگزین این قابلیت شده و به طور چشمگیری گسترش می دهد.

شش درجه آزادی برای هندسه لوله نامحدود

یک بازوی ربات صنعتی 6 محوره می‌تواند افکتور انتهایی (گیرنده) خود را به هر نقطه از پاکت کاری خود با هر جهتی حرکت دهد - قابلیتی که مستقیماً به توانایی ارائه یک لوله به ماشین خمش در هر موقعیت و زاویه مورد نیاز ترجمه می‌شود. این برای شکل‌های پیچیده لوله چند صفحه‌ای که در آن خم‌های متوالی در جهت‌های چرخشی مختلف رخ می‌دهد، و جایی که بخش خم‌شده رو به رشد لوله باید بدون برخورد در اطراف ساختار دستگاه خم‌کن مانور داده شود، حیاتی است.

برای لوله هایی با 5 خم یا بیشتر در هندسه های سه بعدی پیچیده - مانند مجموعه‌های خط سوخت خودرو، لوله‌های ترمز هیدرولیک یا لوله‌های منیفولد HVAC - انعطاف‌پذیری شش محوره ربات نه تنها راحت، بلکه ضروری است. نرم‌افزار برنامه‌نویسی آفلاین ربات، توالی خمش کامل از جمله بررسی برخورد، بهینه‌سازی مسیر ربات بین هر خم را شبیه‌سازی می‌کند تا اطمینان حاصل شود که لوله خم‌شده تمام موانع را بدون مداخله دستی یا خرابی دستگاه برای اصلاح مسیر پاک می‌کند.

تغییر سریع فیکسچر برای انعطاف پذیری چند محصول

سیستم‌های خم کردن لوله ربات می‌توانند به سرعت وسایل را تغییر دهند - گیره‌های انتهای بازو و مجموعه‌های ابزار ماشین خم‌کن - برای پردازش لوله‌هایی با قطرهای مختلف، ضخامت دیواره و شعاع خمشی. تعویض‌کننده‌های ابزار خودکار روی مچ دست ربات، امکان تغییرات ابزار انتهای بازو (EOAT) را در کمتر از 60 ثانیه فراهم می‌کند. تغییرات ابزار ماشین خمشی به طور مشابه توسط سیستم‌های نصب قالب سریع رهش تسریع می‌شوند. این قابلیت تغییر سریع به این معنی است که یک سلول خم کننده لوله ربات می تواند پردازش کند 10، 20 یا بیشتر شماره قطعات لوله مختلف در هر شیفت - انعطاف پذیری که یک ماشین سخت افزاری اختصاصی نمی تواند به آن نزدیک شود.

موقعیت گرفتن قابل تنظیم برای سازگاری با تغییر طول

ربات می‌تواند موقعیت گرفتن خود را در طول لوله تنظیم کند تا اهرم را برای هر خم بهینه کند، به حداقل رساندن آویزان که می‌تواند باعث انحراف لوله در طول شکل‌دهی شود، و از گرفتن قسمتی که قبلا خم شده است که مانع از ارائه صحیح لوله به دستگاه خم می‌شود، جلوگیری کند. این تنظیم هوشمند موقعیت گرفتن - که در نرم افزار آفلاین ربات برنامه ریزی شده است - یک قابلیت ظریف اما مهم است که به طور قابل توجهی دقت خم شدن را در قطعات طولانی یا پیچیده بهبود می بخشد.

انواع روش های خم کاری مورد استفاده در سیستم های خم لوله ربات

سیستم‌های خم‌شدن لوله ربات به یک روش خمشی محدود نمی‌شوند - ربات را می‌توان با انواع مختلف ماشین‌های خم‌کن ادغام کرد تا به ویژگی‌های شکل‌دهی متفاوت متناسب با مواد، هندسه و الزامات کیفیت خاص دست یابد.

خمش کششی چرخشی (RDB)

رایج ترین و دقیق ترین روش خمشی در سیستم های خمشی لوله ربات. لوله به یک قالب خمشی چرخان بسته می‌شود و در حین چرخش قالب به اطراف آن کشیده می‌شود که توسط یک قالب فشاری که قسمت بیرونی خم را پشتیبانی می‌کند و یک سنبه اختیاری در داخل لوله که از فروریختن دیواره جلوگیری می‌کند هدایت می‌شود. خمش چرخشی با حداقل نازک شدن دیواره و حفظ سطح مقطع عالی، به شعاع خمش تنگ (به اندازه قطر لوله 1× در برخی کاربردها) می‌رسد. این روش استاندارد برای خمش دقیق لوله در کاربردهای خودرو، هوافضا و تجهیزات پزشکی است. با قابلیت خم کردن قطر لوله از 4 میلی متر تا بیش از 200 میلی متر بسته به ظرفیت دستگاه.

خمش فشاری

در خمش فشاری، لوله در برابر یک قالب خمشی ثابت نگه داشته می شود و یک قالب تحت فشار لغزشی لوله را به اطراف قالب فشار می دهد. این روش ساده‌تر و کم‌هزینه‌تر برای لوله‌های فولادی و آلومینیومی ملایم در کاربردهایی که نیازی به تلرانس‌های محکم و دیواره‌های نازک نیست، مناسب است. ادغام ربات با ماشین‌های خمش فشاری در ساخت و سازه‌ای عمومی رایج است که در آن توان عملیاتی و انعطاف‌پذیری مهم‌تر از دقت ابعادی است.

خم شدن رول

خم شدن غلتکی از سه یا چند رول استفاده می‌کند تا به تدریج خم‌هایی با شعاع بزرگ در لوله‌ها، پروفیل‌ها و مقاطع ایجاد کند. ادغام ربات با خم کن های رول اجازه تغذیه و تغییر موقعیت لوله های طولانی یا طول های بخش را از طریق رول ها می دهد و هندسه های پیچیده مارپیچی یا مارپیچی و منحنی های لوله های معماری با شعاع بزرگ را امکان پذیر می کند. کاربردها شامل نرده ها، اعضای منحنی سازه ای و سیستم های لوله کشی با قطر بزرگ است.

Push Bending و Free-Form Bennding

در خمش فشاری - که به آن خمش آزاد یا سه بعدی نیز گفته می شود - خود ربات هم تغذیه و هم خمش را با فشار دادن لوله از طریق قالب خمشی متحرک یا نازل راهنما انجام می دهد و در عین حال مسیر فضایی لوله را کنترل می کند. این رویکرد امکان ایجاد خمش‌های شعاع متغیر پیوسته (در مقابل خم‌های با شعاع ثابت گسسته) و هندسه‌های سه‌بعدی بسیار پیچیده را بدون نیاز به ابزار اختصاصی فرم خاص را فراهم می‌کند. سیستم‌های خمشی فشاری به‌ویژه برای نمونه‌سازی اولیه و برای کاربردهای پیچیده معماری و هندسه اگزوز خودرو ارزشمند هستند.

مزایای کلیدی خم شدن لوله ربات روی روش های دستی و نیمه اتوماتیک

استفاده از سیستم‌های خمش لوله ربات در تولید با حجم بالا به دلیل مجموعه‌ای از مزایای عملکردی مستند نسبت به خمش دستی و خمش نیمه اتوماتیک CNC معمولی بدون ادغام ربات است.

• تکرارپذیری و دقت: روبات های صنعتی موقعیت های برنامه ریزی شده را با تکرارپذیری 0.05± میلی متر یا بهتر تکرار می کنند (استاندارد ISO 9283). در ترکیب با دقت دستگاه خم کن CNC، خم کردن لوله ربات به دقت زاویه خمش ± 0.1 درجه و دقت موقعیت 0.2 ± قطعه به قطعه - بسیار فراتر از آن چیزی است که جابجایی دستی می تواند در یک تغییر کامل تولید حفظ کند، به دست می آورد.
• سرعت عملیات و تولید: سیستم های ربات به طور مداوم بدون خستگی، شکستن یا تغییر شیفت کار می کنند. یک سلول خمشی رباتی که سه شیفت در روز کار می کند، به موفقیت می رسد 3× زمان تولید موثر یک عملیات دستی تک شیفت بدون افزایش هزینه کار در هر شیفت اضافی، به طور چشمگیری هزینه هر قطعه خم شده در حجم را کاهش می دهد.
• رفع عیوب مربوط به خستگی اپراتور: کیفیت خم شدن لوله دستی با لاستیک اپراتورها کاهش می یابد - قوام گرفتن، موقعیت بارگیری و سرعت واکنش همه در طول یک شیفت تولید طولانی متفاوت است. سیستم‌های ربات عملکرد یکسانی را در ساعت 1 و ساعت 10 شیفت نگه می‌دارند و افت کیفیت پایان شیفت را که باعث ایجاد ضایعات و دوباره کاری در عملیات دستی می‌شود، حذف می‌کنند.
• مدیریت هندسه های چند صفحه ای پیچیده: جابجایی دستی اشکال لوله سه بعدی پیچیده - به ویژه آنهایی که دارای تعداد زیادی خمیدگی نزدیک در چندین صفحه هستند - به مهارت اپراتور استثنایی نیاز دارد و بسیار مستعد خطا است. حرکت برنامه ریزی شده ربات از قسمت اول به طور قابل اعتماد و پیوسته با این هندسه ها برخورد می کند.
• بهبود ایمنی کارگران: جابجایی لوله از نظر فیزیکی سخت است و خطرات ناشی از بریدگی انتهای لوله، صدمات ناشی از خم شدن ماشین آلات و آسیب های ارگونومیک ناشی از بلند کردن مکرر سنگین را به همراه دارد. اتوماسیون ربات اپراتورها را از تماس مستقیم با فرآیند خمش حذف می کند و به طور قابل توجهی میزان آسیب در عملیات ساخت لوله را کاهش می دهد.
• کاهش ضایعات و ضایعات مواد: ترکیبی از موقعیت یابی دقیق ربات و خمش دقیق CNC، نرخ خرابی مقاله اول و ضایعات در حین فرآیند را کاهش می دهد. مطالعات در ساخت لوله های خودرو نشان داده است که سلول های خمش ربات معمولاً به این نتیجه می رسند نرخ قراضه زیر 0.5 درصد در مقایسه با 3 تا 8 درصد برای عملیات دستی یا نیمه اتوماتیک روی قطعات پیچیده.
• انعطاف پذیری چند محصول از طریق برنامه ریزی مجدد: تغییر به یک قسمت لوله دیگر فقط به فراخوانی برنامه و (در صورت لزوم) تغییر ابزار نیاز دارد - فرآیندی که در عرض چند دقیقه قابل دستیابی است. همان سلول روباتی که خطوط سوخت خودرو را خم می‌کند، می‌تواند برای خم کردن لوله‌های مبرد HVAC یا اجزای ساختاری نرده‌ها بدون سرمایه‌گذاری سرمایه در تجهیزات اختصاصی اضافی برنامه‌ریزی شود.

صنایعی که به خم شدن لوله ربات متکی هستند

خم کردن لوله ربات یک فناوری ساخت حیاتی در هر صنعتی است که از مجموعه های لوله خم شده در محصولات خود استفاده می کند. ترکیبی از دقت، تکرارپذیری و انعطاف‌پذیری آن را در صنایعی که هندسه لوله مستقیماً بر عملکرد، ایمنی یا هزینه محصول تأثیر می‌گذارد، ضروری می‌سازد.

خودروسازی

صنعت خودرو بزرگترین کاربر تکی فناوری خم کردن لوله ربات است. یک وسیله نقلیه مسافربری معمولی شامل بیش از 100 جزء منفرد لوله خم شده - از جمله خطوط انتقال سوخت، لوله های هیدرولیک ترمز، سیستم های اگزوز، خطوط مبرد تهویه مطبوع، خطوط فرمان برق، لوله های خنک کننده موتور، و لوله های ساختاری شاسی. هر یک از این موارد به هندسه ثابتی نیاز دارد تا در محدودیت های بسته بندی خودرو قرار گیرد و الزامات ایمنی و عملکرد را برآورده کند. سلول‌های خمشی لوله ربات در تامین‌کنندگان ردیف 1 خودرو معمولاً به زمان‌های چرخه 15 تا 40 ثانیه در هر قطعه دست می‌یابند و به طور مداوم در برنامه‌های تولید سه شیفت برای پشتیبانی از الزامات تحویل به موقع کار می‌کنند.

هوافضا و دفاع

کاربردهای هوافضا نیازمند بالاترین دقت ابعادی و مستندات کیفی نسبت به هر برنامه خمش لوله است. لوله‌های سیستم هیدرولیک، خطوط پنوماتیک، لوله‌های سیستم سوخت و کانال‌های سیستم کنترل محیطی در هواپیما باید تلرانس‌های اغلب کمتر از 0.5± میلی‌متر را در تمام پارامترهای هندسی داشته باشند، با قابلیت ردیابی کامل مواد و اسناد بازرسی برای هر قسمت. سیستم‌های خمشی رباتی که با تجهیزات اندازه‌گیری و بازرسی مختصات سه‌بعدی ادغام شده‌اند، ترکیبی از خمش دقیق و تضمین کیفیت مستندی را ارائه می‌کنند که گواهینامه هوافضا نیاز دارد.

تهویه مطبوع و تبرید

تولیدکنندگان تهویه مطبوع حجم زیادی از لوله های مبرد مسی و آلومینیومی، اتصالات مبدل حرارتی و اجزای سیستم جابجایی هوا را تولید می کنند که برای مونتاژ صحیح و تشکیل اتصالات بدون نشتی نیاز به هندسه خمشی ثابت دارند. سلول‌های خمشی ربات در تولید HVAC معمولاً حجم بالایی از هندسه‌های لوله دوبعدی نسبتاً ساده را با سرعت بالا پردازش می‌کنند - بهینه‌سازی برای توان عملیاتی و نرخ ضایعات پایین به جای پیچیدگی هندسی - آنها را برای محیط‌های تولیدی ایده‌آل می‌سازد.

تجهیزات و تجهیزات پزشکی

تجهیزات پزشکی - از تخت‌های بیمار و چارچوب ویلچر گرفته تا میزهای ابزار جراحی و ساختارهای تجهیزات تصویربرداری - برای مونتاژ صحیح، عملکرد قابل اعتماد و انطباق با مقررات، به مجموعه‌های لوله ساختاری با هندسه ثابت نیاز دارند. خم شدن لوله فولادی ضد زنگ با قطر کوچک برای اجزای آندوسکوپ، تجهیزات ساخت کاتتر و دسته ابزار جراحی نیازمند دقت بالا و پردازش سازگار با اتاق تمیز است که سیستم‌های خمشی ربات می‌توانند با کنترل‌های آلودگی مناسب ارائه کنند.

مبلمان، تجهیزات تناسب اندام و کالاهای مصرفی

خم شدن لوله های فولادی و آلومینیومی برای قاب مبلمان، قاب دوچرخه، تجهیزات سالن بدنسازی، کالسکه کودک و چرخ دستی های خرید نشان دهنده یک برنامه کاربردی با حجم بالا است که در آن ترکیب خم شدن ربات از سرعت، ثبات و تغییر سریع بین مدل های محصول مزیت رقابتی قوی را ارائه می دهد. تنوع گسترده هندسه محصول و تغییرات مکرر مدل در این بازارها به ویژه از قابلیت برنامه ریزی مجدد سیستم ربات سود می برد.

خم شدن لوله ربات در مقابل خم شدن لوله CNC معمولی: تفاوت های کلیدی

برای درک اینکه خم کردن لوله ربات به طور منحصر به فرد ارائه می دهد، مقایسه مستقیم آن با خمش لوله CNC معمولی مفید است - رویکرد خودکار اما غیر رباتیکی که بر اساس آن ساخته شده و گسترش می یابد.

برنامه نویسی و نرم افزار در سیستم های خم لوله ربات

هوش یک خم شدن لوله ربات سیستم عمدتاً در برنامه نویسی و معماری نرم افزاری خود قرار دارد. سیستم‌های مدرن از سلسله مراتبی از لایه‌های نرم‌افزاری استفاده می‌کنند که با هم یک طرح لوله سه بعدی را با کمترین مداخله دستی به یک برنامه تولید در حال اجرا تبدیل می‌کنند.

برنامه نویسی آفلاین CAD/CAM

نرم افزار برنامه نویسی آفلاین (OLP) طراحی لوله سه بعدی را از سیستم CAD محصول دریافت می کند و به طور خودکار هم برنامه ماشین خمشی CNC (توالی خم YBC با جبران برگشت فنری) و هم برنامه حرکت ربات (پیکاپ، تعیین موقعیت، تغییر موقعیت بین خمشی، مسیرهای تخلیه) را تولید می کند. این نرم افزار توالی خمش کامل را به صورت مجازی شبیه سازی می کند - از جمله تشخیص برخورد بین لوله خم شده، بازوی ربات و ساختار ماشین خمش - و مسیرهای ربات را برای از بین بردن برخوردها قبل از اجرای برنامه در سیستم فیزیکی بهینه می کند. این رویکرد راه اندازی مجازی به طور چشمگیری زمان تنظیم فیزیکی را کاهش می دهد و برنامه نویسی آزمون و خطا را که قبلا برای قطعات پیچیده جدید مورد نیاز بود حذف می کند.

الگوریتم های جبران اسپرینگ بک

تمام مواد لوله فلزی پس از رها شدن ابزار خمشی به صورت ارتجاعی به عقب برمی‌گردند - با بازیابی جزء کرنش الاستیک، زاویه خمیدگی لوله کمی افزایش می‌یابد. بزرگی برگشت فنری به قدرت تسلیم ماده، مدول یانگ، ضخامت دیواره لوله و شعاع خمش بستگی دارد. نرم‌افزار خم‌شدن پیشرفته، مدل‌های پشت فنری مخصوص مواد را در خود جای داده است که زاویه خمش برنامه‌ریزی‌شده را از قبل جبران می‌کند تا زاویه نهایی لوله پس از برگشت فنری با زاویه طراحی مشخص شده مطابقت داشته باشد. الگوریتم های جبران عقب فنری مدرن به دقت زاویه خم نهایی ± 0.1 درجه تا 0.3 ± درجه دست می یابند. بدون نیاز به تنظیم دستی آزمون و خطا در قسمت اول.

هماهنگ سازی ربات و ماشین و کنترل ایمنی

کنترلر ربات و ماشین خم کن CNC در زمان واقعی از طریق یک فیلد باس یا رابط اترنت با هم ارتباط برقرار می کنند و حرکات مربوطه خود را همگام می کنند تا اطمینان حاصل شود که ماشین خمشی هرگز در حالی که ربات در منطقه خطر قرار دارد، حرکات گیره یا خمش را فعال نمی کند و ربات هرگز به گونه ای حرکت نمی کند که لوله را در برابر ابزار خمشی فعال تحت فشار قرار دهد. نظارت با رتبه ایمنی موقعیت و سرعت ربات - معمولاً با استفاده از PLC دارای رتبه ایمنی با عملکردهای SLS (سرعت محدود ایمن) و STO (گشتاور ایمن خاموش) - تضمین می کند که سلول یکپارچه الزامات ایمنی دستگاه ISO 10218 (ایمنی ربات) و دستورالعمل های مربوط به ماشین آلات منطقه ای را برآورده می کند.

مواد و قطر لوله سازگار با خم شدن لوله ربات

سیستم‌های خم کردن لوله ربات محدود به یک ماده یا اندازه لوله خاص نیستند - انعطاف‌پذیری آنها به طیف گسترده‌ای از مواد و ابعاد لوله گسترش می‌یابد و آنها را در طیف کامل صنایع ساخت لوله قابل استفاده می‌کند.

• کربن و فولاد نرم: متداول ترین مواد پردازش شده؛ لوله OD از 6 میلی متر تا 150 میلی متر؛ ضخامت دیوار از 0.5 میلی متر تا 10 میلی متر؛ در سازه های خودرو، سیستم های اگزوز و ساخت عمومی استفاده می شود
• فولاد ضد زنگ: استحکام و فنر بالاتر نسبت به فولاد نرم. به پارامترهای خمشی تنظیم شده نیاز دارد. در تجهیزات پردازش مواد غذایی، دستگاه های پزشکی، سیستم های اگزوز و کاربردهای دریایی استفاده می شود
• آلیاژهای آلومینیوم: وزن کمتر، انعطاف پذیر، اما با فنر بالاتر و حساسیت بیشتر به خم شدن بیش از حد. در قاب های خودرو، سازه های هوافضا و اجزای دوچرخه سبک وزن استفاده می شود
• مس: بسیار انعطاف پذیر، کم فنر; معمولا برای خطوط مبرد HVAC، لوله کشی و لوله های مبدل حرارتی استفاده می شود. لوله OD معمولاً 6 تا 54 میلی متر است
• آلیاژهای تیتانیوم: استحکام بسیار بالا و برگشت فنری؛ نیاز به ابزار تخصصی و جبران بسیار دقیق برگشت فنری دارد. در سیستم های هیدرولیک هوافضا و قاب های دوچرخه ممتاز استفاده می شود
• سوپرآلیاژها (اینکونل، هاستلوی): مقاومت بسیار زیاد و مقاومت در برابر دما؛ خواستار ابزارسازی؛ مورد استفاده در قطعات موتورهای هوافضا و تجهیزات فرآیند شیمیایی

محدوده قطر بیرونی لوله (OD) که توسط سیستم‌های خمش ربات پردازش می‌شود 4 میلی متر (لوله های هیدرولیک یا پزشکی با سوراخ کوچک) تا بیش از 220 میلی متر (لوله های بزرگ ساختاری یا صنعتی) ، با ظرفیت مناسب ربات، طراحی ابزار و تناژ ماشین خمکاری انتخاب شده برای مطابقت با ابعاد لوله خاص در حال پردازش.

کنترل کیفیت و بازرسی در خم شدن لوله ربات

سیستم‌های خم کردن لوله ربات به طور فزاینده‌ای با راه‌حل‌های بازرسی خودکار ادغام می‌شوند که هندسه قطعه را بدون برداشتن لوله از سلول تولید تأیید می‌کنند - به جای نمونه‌برداری آماری از قطعات تمام‌شده، امکان بازرسی 100% در حین فرآیند را فراهم می‌کنند.

• اسکن لیزری سه بعدی درون خطی: پس از خم شدن، ربات لوله تمام شده را به یک اسکنر لیزری سه بعدی ارائه می کند که هندسه کامل لوله را اندازه گیری می کند - همه زوایای خمش، شعاع ها، طول های مستقیم و فواصل بین خمش - و داده های اندازه گیری شده را با هندسه اسمی CAD مقایسه می کند. قطعات خارج از محدوده تحمل به طور خودکار پرچم گذاری شده و به یک ایستگاه رد هدایت می شوند. قطعات در محدوده تحمل به نوار نقاله خروجی می روند.
• تصحیح تطبیقی (بازخورد حلقه بسته): سیستم‌های پیشرفته از داده‌های بازرسی قسمت قبلی برای تصحیح خودکار برنامه خمشی برای قسمت بعدی استفاده می‌کنند - جبران سایش تدریجی قالب، تغییرات دسته‌ای مواد و اثرات حرارتی روی هندسه ماشین که در غیر این صورت باعث تغییر تدریجی ابعاد قطعه در طول یک دوره تولید می‌شود.
• ادغام دستگاه اندازه گیری مختصات (CMM): برای کاربردهای هوافضا و با دقت بالا، ربات به صورت دوره‌ای یک قطعه نمونه را به یک CMM مجاور برای تأیید دقیق هندسی در برابر تلورانس‌های ترسیمی منتقل می‌کند و نتایج برای اسناد ردیابی همراه با هر دسته تولید ذخیره می‌شود.

توجیه اقتصادی: وقتی خم شدن لوله ربات معنای مالی دارد

سیستم های خم کردن لوله ربات نشان دهنده یک سرمایه گذاری قابل توجه است - یک سلول کامل یکپارچه شامل ربات، ماشین خم کن، ابزار، نرم افزار و حفاظت ایمنی معمولاً هزینه دارد. 200000 تا 600000 دلار آمریکا یا بیشتر بسته به ظرفیت ماشین و پیچیدگی سیستم. درک زمانی که این سرمایه گذاری توجیه اقتصادی دارد به تولیدکنندگان کمک می کند تا تصمیمات آگاهانه اتوماسیون را اتخاذ کنند.

خم شدن لوله ربات معمولاً قوی ترین بازده سرمایه را ارائه می دهد که:

• حجم سالانه بیش از 50000 تا 100000 قسمت در هر سلول است: در این حجم ها، صرفه جویی در هزینه نیروی کار در مقایسه با خم شدن دستی معمولاً در 2 تا 4 سال بازپرداخت می شود.
• قطعات دارای هندسه پیچیده هستند که نیاز به تغییر مکان دقیق دستی دارند: مزیت بهره وری حمل و نقل ربات نسبت به تغییر موقعیت دستی برای قطعات پیچیده چند خم، که در آن زمان چرخه دستی طولانی ترین است و نیاز به مهارت بالاترین است، بیشترین است.
• ثبات کیفیت بسیار مهم است: در کاربردهایی که قطعات خارج از تحمل باعث مشکلات مونتاژ پایین دست یا نگرانی‌های ایمنی می‌شوند، مزایای کاهش ضایعات و ثبات کیفیت خمش ربات ارزش قابل‌توجهی فراتر از صرفه‌جویی مستقیم نیروی کار می‌افزاید.
• عملیات چند شیفت یا خاموش شدن چراغ برنامه ریزی شده است: توانایی سلول ربات برای کار بدون مراقبت برای دوره های طولانی، بهره وری و بازده مالی سرمایه گذاری را چند برابر می کند.
• در دسترس بودن اپراتور ماهر محدود است: در بازارهای کار که اپراتورهای ماهر خم کردن لوله کمیاب یا گران هستند، اتوماسیون ربات هم هزینه و هم محدودیت طرف عرضه را به طور همزمان برطرف می کند.