钢制门框钣金成形自动化生产线实施研究

使用人工进行上下料，劳动强度大，容易产生工伤事故，而且效率较低，产品的质量稳定性不够，不能满足企业大批量、高质量的生产需求。我公司为客户门框钣金成形生产线实现工业机器人自动化生产，多台设备联机运行，实现全自动化作业。利用工业机器人与钣金设备进行组合，可以实现所有工艺过程中的上料、定位、与钣金设备联机、搬运、成品下料等工作，极大地节约了人工成本和材料成本，提高了企业生产效率。

门框是防盗安全门的重要组成部分，门框的成形精度直接影响防盗安全门的等级及性能要求。根据国家标准GB17565-2022《防盗安全门通用技术条件》，门框有以下要求。

⑴门框钢质板材厚度按防盗安全的乙、丙、丁级别分别应选用2.00mm、1.80mm、1.50mm，生产门框所采用的钢板应符合表1中公差要求。

表1门框所采用钢板的公差要求

⑵门框、门扇对角线尺寸，门框槽口、门扇外形尺寸公差应符合表2要求。

表2门框槽口、门扇外形尺寸公差要求

⑶门扇与门框搭接宽度不小于8mm。门框与门扇之间或其他部位允许安装防闯入装置，装置本身及连接强度应可承受30kg沙袋、3次冲击试验。试验后，不应产生断裂或脱落。

国家标准GB17565-2022《防盗安全门通用技术条件》对门框的材质及成形精度提出了更高的要求，传统辊压轧制成形不能够满足国家标准对门框成形精度的要求。为此，我公司开发了钣金成形设备模压工艺全自动化生产线，既满足了国家标准的要求，又提高了产品合格率，提高了生产效率，降低了人工成本和材料成本。

自动化生产线介绍设备介绍⑴此门框钣金成形自动化生产线包括六轴机器人10台，折弯机7台，冲孔切边机2台，三合一送料机2台，输送线1台，剪板机1台，安全围栏1套，总长度65m，见图1。

图1门框钣金成形自动化生产线

⑵上料方式采用卷料上料方式，同侧两个产品共用一个送料机，另一侧一个产品用一个送料机，见图2。

图2卷料上料方式

⑶抓取方式采用组合式吸盘端拾器，可满足多品种产品的抓取，调整方便，见图3。

图3组合式吸盘端拾器抓取

⑷机器人单元基本功能描述。1)中文信息界面，可进行机器人轨迹编程调试与PLC编程调试。2)各单元的故障信息、操作信息、生产信息显示。3)各单元操作指导及自诊断信息。4)各单元机器人与压机的工作过程联锁，PLC同步程序与钣金成形设备滑块位置检测功能，确保机器人上下料柔性运动，与钣金成形设备无干涉。

生产流程根据门框产品结构，我公司对门框三个零部件产品工艺进行分析，共需十道工序完成。

第一步：三合一送料机将板料送到剪板机内，达到设定长度后给出信号，剪板机将板料剪断，等待机器人取料，见图4。

图4一工序：下料

第二步：六轴机器人1将剪切好的板料送到折弯机A的模具内，开始折弯成形，同时六轴机器人1返回，再次取料，见图5。

图5二工序：折弯1

第三步：六轴机器人2将零件从折弯机A内取出放到折弯机B内，给出信号，开始折弯成形，同时六轴机器人2返回，再次取料，见图6。

图6三工序：折弯2

第四步：折弯机B折弯成形后，六轴机器人3将零件从折弯机B内取出放到冲孔切边机C内，开始冲孔切边，同时六轴机器人3返回，再次取料，见图7。

图7四工序：切边1

第五步：冲孔切边完成后，六轴机器人4将零件从冲孔切边机C内取出放到折弯机D内，给出信号，开始折弯成形，同时六轴机器人4返回，再次取料，见图8。

图8五工序：折弯3

第六步：折弯机D折弯后，六轴机器人5将零件从折弯机D内取出放到折弯机E内，给出信号，开始折弯成形，同时六轴机器人5返回，再次取料，见图9。

图9六工序：折弯4

第七步：折弯机E折弯后，六轴机器人6将零件从折弯机E内取出放到折弯机F内，给出信号，开始折弯成形，同时六轴机器人6返回，再次取料，见图10。

图10七工序：折弯5

第八步：折弯机F折弯后，六轴机器人7将零件从折弯机F内取出放到折弯机G内，给出信号，开始折弯成形，同时六轴机器人7返回，再次取料，见图11。

图11八工序：折弯6

第九步：折弯机G折弯后，六轴机器人8将零件从折弯机G内取出放到折弯机H内，给出信号，开始折弯成形，同时六轴机器人8返回，再次取料，见图12。

图12九工序：折弯7

第十步：折弯机H折弯后，六轴机器人9将零件从钣金折弯机H内取出放到冲孔切边机I内，开始冲孔，见图13；冲孔完成后，六轴机器人10将零件送到流水线；至此，完成一个循环工作。

图13十工序：冲孔1总控系统此自动化线采用集中中央CPU控制结构，整个控制系统采用严格的层级控制，在没有主操作站允许的情况下，设备不能被单独控制。

各种智能传感器和阀通过总线和相应的PLC或远程I/O单元通讯，包括现场操作站、现场设备检测单元（接近开关、光电开关等）等现场其他输入设备和现场执行机构（如变频器、电磁阀等）等；自动化联线PLC与压力机PLC之间的互锁信号通过总线或I/O的方式进行连接，连线PLC与机器人控制系统之间通过总线进行数据交换。

整线运行模式此自动化生产线有两种运行模式：“手动”和“自动”，在每个操作站上均有一个“自动/手动”模式转换开关。

⑴自动模式。正常生产模式，循环顺序连续运动。在该模式下钣金成形设备以单次行程方式运行，停在滑块上死点等待指令。在钣金成形设备的循环周期中，机器人采集设备滑块的位置信息并完成上下料动作。

⑵手动模式。维护调试模式，实现系统各设备所有的动