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浅谈基于工业互联网的「折弯工艺智能化」!

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若将消费互联网与工业互联网相比较,消费互联网就好似一片宽度为1000米、深度仅有1米的水域,而工业互联网则类似于宽度有1000米、深达10000米的海域。消费互联网因为被限制了深度,便只能在浅显的焦虑中创造出一种消费趋势。相较之下,工业互联网的运行则需要更深的“海沟”,工艺智能化就像这“深邃海沟”内的一艘潜艇,它的每一个数据都需经过精心的设计和采集,且准确性必须达到100%,才能在海域中按计划航行。
工艺专题系列将为大家深入阐述每一艘“工艺潜艇”的智能化航行实践道路,今日我们将聚焦于折弯工艺智能化。
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1、折弯工艺是什么?
折弯工艺是一种金属加工技术,广泛应用于离散制造业领域。早期人们利用简单的工具和方法,对金属板材进行弯曲和折合的操作。随着工业革命的到来,特别是各类机器和设备的引入,折弯工艺得以进一步发展和普及。 现代的折弯工艺已经进入了自动化、数字化和智能化的阶段,金属板材借助于折弯机、折弯模具、折弯机器人等,通过一系列的折弯和弯曲操作,使其形成各种形状和结构,为满足复杂需求提供了可能性。

折弯工艺常见的工业制造领域应用场景如下:
(1)电子行业:例如在电脑、电视、音响等电子设备的生产过程中,许多外壳和支撑结构需要通过折弯工艺来制作;
(2)航空航天行业:飞机、火箭的各种壳体部件、高精度的内部构造件等都会用到折弯工艺;
(3)汽车制造业:采用折弯工艺制作各种汽车部件,如车身、车门、车顶、引擎罩等;
(4)机械制造:许多金属零件需要通过折弯工艺来制造出不同形状和尺寸;
(5)能源行业:如风力发电和太阳能电池板制程中,折弯工艺在金属框架的制作上发挥重要作用。
除以上所述的应用之外,还有许多其他行业也会使用到折弯工艺,如石油、化工、造船、军工等行业。
2、折弯工艺面临的挑战
2.1 折弯回弹的知识经验不足 折弯工艺中的主要挑战在于折弯回弹问题。
针对同一规格和型号的板材(如:均为10mm厚的Q345B钢板),尽管来源可能不同,即不同厂家或者同一厂家不同批次的板材,其回弹角度仍存在差异。
为确保折弯精度,常见的做法是根据折弯件的工艺要求制作相应的折弯样板(如下图所示),并在每次板材完成折弯后,将零件置于工作台用样板进行回弹角度测量。然后根据测量结果,操作人员需要依靠他们的经验对折弯机的程序进行调整和返工。

这个环节中,操作人员的经验至关重要,甚至可以说是一种不轻易传授的“绝技”。这些操作与调整的"knowhow"(知识经验)都存在于操作人员的大脑中。新入职或经验不足的员工常在折弯返工时产生问题,如力道不足或过大。
若压过度导致折弯角度过小,可能需要将零件翻转后重新压制,这种情况将大幅降低工作效率并可能产生质量问题。据统计,折弯工艺在设备有效作业率上,达到35%就可视作良好,有些甚至只能达到15%左右。因此,折弯工艺中的"knowhow"(知识经验)问题已经成为一种行业痛点。
2.2 折弯定位的限制不足
除此之外,折弯过程中还需要人工调整折弯机的后定位系统。有时,操作人员可能出于避免麻烦而忽略对后定位设备的调整,而是采用划线的方式确定折弯线。由于缺少定位的限制,这种做法经常导致折弯线的偏移,进而严重影响了产品的质量和后续工序的流程。
正常情况下,折弯一次的合格率通常只有50%至60%;而在较差的情况下,这一比率低至30%。加上折弯工艺的执行情况常常难以进行监控,这给后续的组焊和装配工序无疑增加许多困难与挑战。


IP属地:广东1楼2024-01-02 15:49回复
    3、折弯工艺智能化最佳实践
    3.1 折弯工艺的“假智能化” 在工业互联网领域中,我们经常可以看到一些“假智能化”的现象。例如,有些公司可能通过购置一台数控设备、一台机器人和数据采集系统,就以为实现了“智能化”,殊不知这并不能等同于真正的智能化。如果一个系统未能达到自适应和自决策的程度,将其称之为“智能化”相当于一种误导。因为一个系统仅仅集结了一些高科技装备,却并未能通过先进的技术手段解决核心的工艺痛点,那么所谓的“智能化”也只是名不副实。只有当系统成功解决了核心工艺痛点,才能真正地实现智能化。
    3.2 三一重工折弯智能化实践解读
    以三一重工的折弯智能化应用为例,其解决方案针对三个核心的工艺问题:
    (1)智能后定位系统:无需人工调整折弯机后定位,该系统能根据工艺要求自行调整定位,从而避免折弯线的偏移而影响产品弯折质量;
    (2)机器人随动系统:该系统使得机器人能随着零件的折弯过程同步进行动作,优化整个工艺流程,提高设备生产效率;
    (3)在线检测及折弯机反向控制系统:通过在线检测实时采集加工件信息,工业互联网通过采集回弹数据,经过模型和算法运算后,系统自主决策需要使用什么样的工艺参数进行修正,并直接通过系统反向控制折弯机进行返工。如果一次折弯未达到标准,系统将自主决策再行折弯直至尺寸合格,这样大大提高了工作效率和产品质量。


    IP属地:广东2楼2024-01-03 14:42
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