Tin tức và sự kiện

Hướng dẫn uốn tấm kim loại bằng robot năm 2025

Uốn tấm kim loại bằng robot đề cập đến các hoạt động uốn tấm kim loại tự động được thực hiện bởi robot công nghiệp kết hợp với Máy uốn phanh ép CNC. Đây là thành phần quan trọng của sản xuất tấm kim loại thông minh, cải thiện đáng kể hiệu quả sản xuất, độ chính xác uốn và độ an toàn.

1. Tổng quan về hệ thống uốn robot

Hệ thống uốn tấm kim loại bằng robot là một đơn vị tự động toàn diện bao gồm các bộ phận sau:

Máy ép thủy lực CNC: Thông thường là máy ép thủy lực hoặc servo có chức năng phát hiện góc và bù góc.
Robot công nghiệp: Chịu trách nhiệm kẹp, định vị, lật, nạp và dỡ vật liệu. Robot sáu trục thường được sử dụng (ví dụ: KUKA, ABB, Yaskawa, v.v.).
Đầu kẹp (Gripper): Được thiết kế chuyên dụng cho các bộ phận kim loại tấm, sử dụng cốc hút chân không, hấp phụ điện từ hoặc kẹp cơ học.
Hệ thống định vị thị giác (Tùy chọn): Được sử dụng để tự động căn chỉnh tấm kim loại và nhận dạng vị trí lỗ.
Phần mềm điều khiển uốn và hệ thống điều khiển phối hợp: Cho phép đồng bộ hóa chuyển động của máy uốn và robot, lập kế hoạch đường đi và điều khiển trình tự uốn.

2. Quy trình uốn kim loại tấm bằng robot

1) Cấp liệu tấm

Hành động của robot: Lấy các tấm kim loại từ giá đỡ, pallet hoặc bàn xếp hàng.

Dụng cụ kẹp thông thường: Cốc hút chân không, thiết bị hút từ tính hoặc dụng cụ kẹp cơ học.

Chức năng chính:

Tự động phát hiện vị trí tờ giấy (thông qua chốt định vị hoặc hệ thống quan sát)
Tự động nhận dạng kích thước và hướng tờ giấy
Tránh việc lấy nhiều tờ giấy (phát hiện chân không)

2) Định vị và căn chỉnh vật liệu tấm

Mục đích: Đảm bảo vật liệu tấm được đặt chính xác vào khu vực làm việc của máy uốn.

Phương pháp thực hiện:

Sử dụng khối định vị (bộ giới hạn cơ học)
Hệ thống định vị thị giác (xác định vị trí lỗ hoặc cạnh)
Tự động điều chỉnh thước đo phía sau của máy uốn

Điểm kiểm soát: Hệ thống tọa độ chuẩn của robot và máy uốn phải được hiệu chuẩn nghiêm ngặt.

3) Cấp liệu cho máy ép phanh

Hành động của robot: Đưa vật liệu tấm theo đường dẫn được xác định trước giữa khuôn trên và khuôn dưới của máy uốn.

Kiểm soát đồng bộ: Trước khi khuôn trên của máy uốn hạ xuống, robot vẫn đứng yên và giải phóng áp lực kẹp thích hợp.

Giao tiếp: Robot và máy uốn được liên kết theo thời gian thực thông qua I/O hoặc fieldbus (như PROFINET, EtherCAT).

4) Uốn cong đầu tiên

Hành động của máy uốn: Hoàn thành góc uốn đầu tiên theo chương trình đã cài đặt.

Hành động của Robot:

Duy trì sự ổn định của phôi
Thu lại một cách thích hợp sau khi uốn cong để tránh sự can thiệp
Giám sát biến dạng phôi

5) Lật và định vị lại

Hành động của robot: Điều chỉnh tư thế của tấm kim loại (lật, xoay hoặc nghiêng) theo trình tự uốn cong.

Các hoạt động điển hình:

Lật lên, lật xuống, lật ngang
Điều chỉnh góc uốn thứ cấp
Nhiều hoạt động uốn kết hợp với máy uốn

Các điểm kiểm soát chính: Lập kế hoạch đường đi để tránh va chạm, chuyển đổi tư thế mượt mà.

6) Chu trình uốn nhiều bước

Hệ thống lặp lại chu trình “nạp—uốn cong—lật—định vị lại”.

Hệ thống tự động xác định trình tự uốn cong và tối ưu hóa đường đi của robot.

Góc uốn được điều khiển bởi chương trình CNC của máy uốn; robot chỉ chịu trách nhiệm định vị và kẹp phôi.

7) Dỡ hàng

Hành động của robot: Đặt phôi uốn cong vào khu vực thành phẩm, băng chuyền hoặc pallet.

Chức năng tùy chọn:

Kiểm tra sản phẩm hoàn thiện (kích thước, góc)
Tự động xếp chồng hoặc phân loại
Kết nối với các quá trình tiếp theo (ví dụ: hàn, mài)

8) Chu trình hệ thống và giám sát

Sản xuất theo chu kỳ tự động: Khi quá trình uốn của một phôi hoàn tất, robot sẽ tự động bắt đầu phôi tiếp theo.

Hệ thống điều khiển:

Điều khiển liên kết robot và máy uốn
Giám sát trạng thái thiết bị và báo động theo thời gian thực
Tải lên dữ liệu hệ thống MES (lô sản xuất, thời gian chu kỳ, tỷ lệ đạt)

3. Đặc điểm kỹ thuật của robot uốn tấm kim loại

Hệ thống uốn tấm kim loại bằng robot tích hợp một robot công nghiệp, máy uốn chấn CNC, hệ thống định vị thị giác và điều khiển thông minh, cho phép uốn tấm kim loại hoàn toàn tự động, độ chính xác cao, đa quy trình. Các đặc tính kỹ thuật cốt lõi của hệ thống được thể hiện ở các khía cạnh sau:

1) Kiểm soát uốn cong có độ chính xác cao

Độ lặp lại của robot: ±0,05 mm ~ ±0,1 mm

Độ chính xác góc uốn: ±0,2° ~ ±0,5°

Với hệ thống bù góc và phát hiện tự động của máy uốn, có thể đạt được khả năng kiểm soát chính xác vòng kín.

Theo dõi lực uốn và phản hồi góc theo thời gian thực sẽ tự động sửa lỗi.

2) Lập kế hoạch đường đi thông minh và kiểm soát thái độ

Phần mềm lập trình ngoại tuyến (như RobotStudio, KUKA.Sim, RoboDK) sẽ tự động tạo đường uốn.

Thuật toán tránh chướng ngại vật thông minh đảm bảo hoạt động không va chạm giữa robot và khuôn, tấm kim loại và thân máy.

Điều khiển phối hợp đa trục cho phép thực hiện các hành động phức tạp như lật, xoay và định vị lại tấm kim loại.

Mô phỏng bản sao kỹ thuật số được sử dụng để xác minh quá trình uốn trước.

3) Tính linh hoạt và chuyển đổi nhanh chóng

Bộ điều khiển được lập trình cho phép chuyển đổi nhanh chóng giữa các tác vụ uốn cho các bộ phận khác nhau.

Các thông số của khuôn, đồ gá và robot có thể được tự động gọi lại.

Phù hợp cho sản xuất nhiều loại, sản xuất theo lô nhỏ hoặc sản xuất hỗn hợp.

Tích hợp với hệ thống MES để lập lịch tác vụ tự động.

4) Tự động tải và dỡ hàng

Robot thực hiện toàn bộ quá trình tải → uốn → dỡ tải thông qua các giác hút hoặc kẹp điện từ.

Có tính năng tự động phát hiện vị trí, độ dày và hình dạng của tấm kim loại.

Tích hợp với hệ thống xử lý vật liệu tự động, AGV hoặc hệ thống băng tải để vận hành không cần người điều khiển.

5) An toàn và Kiểm soát hợp tác

Máy uốn và robot đạt được chuyển động đồng bộ thông qua giao tiếp bus (EtherCAT / PROFINET / Modbus).

Được trang bị hệ thống bảo vệ nhiều cấp độ bao gồm rèm chắn sáng an toàn, máy quét laser, hàng rào và khóa liên động kiểm soát ra vào.

Hệ thống điều khiển có tính năng dừng khẩn cấp và logic chống va chạm.

Giao diện người-máy (HMI) hiển thị trạng thái uốn và thông tin cảnh báo theo thời gian thực.

6) Quản lý trực quan và dựa trên dữ liệu

Thu thập dữ liệu theo thời gian thực như lực uốn, góc và thời gian chu kỳ.

Khả năng truy xuất nguồn gốc các lô sản xuất, người vận hành và thông số uốn.

Tích hợp với hệ thống ERP/MES để quản lý nhà máy kỹ thuật số.

Có thể trang bị thuật toán AI để phân tích hiệu quả sản xuất và mức tiêu thụ năng lượng.

7) Thiết kế tiết kiệm năng lượng và đáng tin cậy

Máy uốn thủy lực servo hoặc hoàn toàn bằng điện mang lại khả năng tiết kiệm năng lượng 30%–50%.

Tuổi thọ hoạt động liên tục của robot dài, với chu kỳ bảo trì từ 3–5 năm.

Hệ thống có thể hoạt động liên tục trong 24 giờ mà không cần sự can thiệp của con người, thể hiện tính ổn định cao.

Bảng thông số hiệu suất điển hình (để tham khảo):

Mục	Nội dung
Độ chính xác uốn	±0,2°～±0,5° (tùy thuộc vào kiểu máy và hệ thống thị giác)
Kích thước tấm kim loại	300×300mm ～ 2500×1500mm (có thể tùy chỉnh)
Phạm vi độ dày tấm	0,5～6mm (thường dùng thép, nhôm, thép không gỉ)
Trọng tải máy uốn	80～250 tấn (thông thường)
Tải trọng robot	20～500 kg (tùy thuộc vào độ dày và kích thước của tấm)
Mức độ tự động hóa	Có sẵn dây chuyền sản xuất tự động, linh hoạt một máy và dây chuyền sản xuất không người vận hành.
Quá trình lập trình	Đường uốn cong được tạo ra thông qua phần mềm lập trình ngoại tuyến.
Cấu hình an toàn	Bảo vệ bằng tia laser, lưới sắt, hàng rào, cửa liên động, v.v.

4. Ưu điểm của hệ thống uốn tấm kim loại bằng robot

Hệ thống uốn tấm kim loại bằng robot tích hợp sâu máy uốn CNC với robot công nghiệp và hệ thống điều khiển thông minh, đạt được tính tự động hóa, linh hoạt và thông minh trong quy trình uốn tấm kim loại. Hệ thống này mang lại những lợi thế đáng kể so với phương pháp uốn thủ công truyền thống về hiệu quả, độ chính xác, an toàn, tính linh hoạt và khả năng quản lý.

1) Sản xuất tự động, tăng hiệu quả

Robot có thể uốn cong liên tục 24 giờ một ngày mà không cần sự can thiệp của con người.

Nhiều thao tác uốn được thực hiện trong một lần, giúp giảm đáng kể thời gian xử lý và định vị phôi.

Chu kỳ thời gian cao cho mỗi sản phẩm và giảm các bước vận hành thủ công có thể tăng hiệu quả sản xuất lên 30%–50%.

Nó có thể được tích hợp với giá đỡ hàng, kho tự động và hệ thống hậu cần AGV để tạo thành dây chuyền sản xuất hoàn toàn tự động.

2) Độ chính xác và tính nhất quán cao

Robot có độ chính xác định vị cao (±0,05 mm) và có thể kiểm soát sai số góc uốn trong phạm vi ±0,2°.

Tự động bù góc và hiệu chỉnh thước đo ngược đảm bảo chất lượng sản phẩm đồng nhất cho từng chi tiết.

Nó loại bỏ lỗi, sự mệt mỏi và sự phụ thuộc vào kinh nghiệm vốn có trong hoạt động thủ công.

3) Sản xuất linh hoạt, thích ứng với nhiều loại giống

Hỗ trợ nhận dạng tự động và chuyển đổi nhanh chóng nhiều loại phôi gia công khác nhau.

Có thể nhanh chóng tạo ra các chương trình uốn phôi mới thông qua phần mềm lập trình ngoại tuyến.

Việc tự động chuyển đổi các thông số như khuôn, đồ gá và đường dẫn hỗ trợ sản xuất linh hoạt các lô nhỏ và nhiều loại sản phẩm.

Phù hợp với nhiều loại phôi khác nhau, bao gồm tủ, vỏ điện và ống thông gió.

4) Độ an toàn cao, cường độ lao động thấp

Robot thay thế thao tác thủ công trong việc uốn các tấm kim loại nặng, tránh nguy cơ bị kẹp và thao tác sai.

Hệ thống được trang bị các biện pháp bảo vệ đa cấp như lưới bảo vệ laser, hàng rào an toàn và khóa liên động kiểm soát ra vào.

Giảm cường độ lao động của công nhân, cải thiện môi trường làm việc và đạt được “hoạt động cô lập giữa người và máy”.

5) Ổn định và đáng tin cậy, giảm chi phí

Hệ thống có cấu trúc nhỏ gọn, chu kỳ bảo trì dài và có thể hoạt động ổn định trong thời gian dài.

Tự động hóa làm giảm số lượng người vận hành (thường từ 2 người xuống còn 0-1 người).

Giảm chi phí lao động và tỷ lệ phế liệu do lỗi của con người.

Máy uốn sử dụng bộ truyền động tiết kiệm năng lượng servo, tiết kiệm được 20%-40% điện năng tiêu thụ.

6) Giám sát thông minh và quản lý dữ liệu

Thu thập dữ liệu theo thời gian thực như góc uốn, áp suất, thời gian chu kỳ và năng suất.

Tích hợp với hệ thống MES/ERP để quản lý sản xuất và truy xuất nguồn gốc một cách trực quan.

Hỗ trợ giám sát từ xa và chẩn đoán lỗi, cải thiện thời gian hoạt động của thiết bị.

Có thể mở rộng bằng thuật toán AI để lập lịch tối ưu hóa thông minh và cảnh báo sớm về bảo trì.

7) Thiết kế mô-đun để dễ dàng mở rộng

Kết hợp linh hoạt: tự động hóa một máy, cộng tác hai máy hoặc tích hợp toàn bộ dây chuyền.

Giao diện mô-đun chuẩn hóa tạo điều kiện thuận lợi cho việc nâng cấp và mở rộng chức năng.

Hỗ trợ kết nối mạng với các thiết bị đầu cuối và đầu cuối (máy cấp liệu, máy nghiền, máy thử nghiệm).

5. Tóm tắt

Hệ thống uốn tấm kim loại bằng robot là thiết bị gia công tấm kim loại thông minh kết hợp công nghệ robot công nghiệp với máy uốn CNC. Hệ thống tự động hóa toàn bộ quá trình nạp, định vị, uốn, lật và dỡ tấm kim loại, đạt được tính tự động hóa, thông minh và vận hành không cần người vận hành.

Hệ thống này có các tính năng chính sau:

Độ chính xác cao: Khả năng lặp lại của robot cao và góc uốn nhất quán.
Hiệu suất cao: Hoạt động tự động liên tục với chu kỳ sản xuất ổn định.
Độ an toàn cao: Tránh tiếp xúc thủ công với khu vực uốn cong nhờ thiết kế bảo vệ toàn diện.
Sản xuất linh hoạt: Hỗ trợ chuyển đổi tự động cho nhiều loại sản phẩm và lô nhỏ.
Quản lý thông minh: Có thể kết nối với hệ thống MES/ERP để truy xuất dữ liệu và trực quan hóa sản xuất.

Bằng cách áp dụng công nghệ uốn robot, doanh nghiệp có thể giảm đáng kể chi phí lao động, cải thiện hiệu quả sản xuất, nâng cao chất lượng sản phẩm và đẩy nhanh quá trình chuyển đổi sang sản xuất thông minh và nhà máy số.