一种多轴弯管系统及其操作方法和加工方法
阅读说明：本技术 一种多轴弯管系统及其操作方法和加工方法 (Multi-shaft pipe bending system and operation method and machining method thereof ) 是由 刘坤 黄万永 吴钰屾 王财先 童梁 于 2020-04-23 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种多轴弯管系统及其操作方法和加工方法,包括：自动上料机,所述自动上料机用于将其内部的一管件顶出；旋转夹持器,所述旋转夹持器设于所述自动上料机的一侧,所述旋转夹持器用于夹紧并旋转所述管件；至少一机器人,所述机器人设于所述自动上料机的一侧,所述机器人上活动安装有弯管机头,所述弯管机头用于对该一所述管件进行抓取、运送以及弯管加工；控制系统,所述控制系统控制所述机器人、所述弯管机头、所述旋转夹持器工作。本发明自动化程度高,柔性度高,占地面积较小；解决细长管件两头弯工艺难的问题,可扩展性好。(The invention discloses a multi-axis pipe bending system and an operation method and a processing method thereof, wherein the multi-axis pipe bending system comprises the following steps: the automatic feeding machine is used for ejecting a pipe fitting in the automatic feeding machine; the rotary gripper is arranged on one side of the automatic feeding machine and is used for clamping and rotating the pipe fitting; the robot is arranged on one side of the automatic feeding machine, a pipe bending machine head is movably mounted on the robot and used for grabbing, conveying and pipe bending the pipe fitting; and the control system controls the robot, the pipe bender head and the rotary clamp to work. The invention has high automation degree, high flexibility and small floor area; the problem of long and thin pipe fitting both ends curved technology difficult is solved, scalability is good.)
技术领域
本发明涉及弯管加工的技术领域，尤其涉及一种多轴弯管系统及其操作方法和加工方法。
背景技术
目前，常见的弯管加工方法所用设备可分为液压弯管设备和伺服弯管设备。这种弯管加工方法由弯管专机及人工上料组成弯管生产单元，在加工时由人工进行上下料，管件由弯管机进给小车转动并推送到指定弯管点位，管件到位后，由夹紧模夹紧管件并转动，实现管件弯曲工艺，这种加工工艺通常由坐标YBC控制，转换为动作程序即Y：进给小车平动；B：以管件轴向为旋转轴旋转；C：夹紧模绕中心转动。现有技术上的这种弯管加工方法的生产效率主要取决于操作人工的熟练度及管件的大小，在对不同类型的管材进行加工时，需要更换弯管机模具。
现有技术上的弯管加工主要存在以下不足之处：
(1)需要人工进行上下料，自动化程度低、弯管效率不高且操作具有危险性，同时柔性度较低，避干涉性能差；
(2)弯管专机一般机体体积较大，占地面积大；
(3)加工细长管件存在工艺难，加工效率低等问题。
发明内容
针对现有的管加工存在操作复杂，生产效率较低的上述问题，现旨在提供一种多轴弯管系统及其操作方法和加工方法，自动化程度高，柔性度高，占地面积较小；解决细长管件两头弯工艺难的问题，可扩展性好。
具体技术方案如下：
一种多轴弯管系统，包括：
自动上料机，所述自动上料机用于将其内部的一管件顶出；
旋转夹持器，所述旋转夹持器设于所述自动上料机的一侧，所述旋转夹持器用于夹紧并旋转所述管件；
至少一机器人，所述机器人设于所述自动上料机的一侧，所述机器人上活动安装有弯管机头，所述弯管机头用于对该一所述管件进行抓取、运送以及弯管加工；
控制系统，所述控制系统控制所述机器人、所述弯管机头、所述旋转夹持器工作。
上述的多轴弯管系统，其中，还包括：至少一行走轴，所述机器人活动设于所述行走轴上，所述机器人沿所述旋转夹持器上的所述管件的轴向活动。
上述的多轴弯管系统，其中，包括：两所述机器人，两所述机器人分别用于对所述旋转夹持器上的所述管件的两端进行弯管加工。
上述的多轴弯管系统，其中，还包括：下料架，所述下料架用于存放加工完成的所述弯管。
上述的多轴弯管系统，其中，还包括：底板，所述自动上料机设于所述底板上的一端，所述旋转夹持器设于所述底板的中部，所述机器人设于所述底板的一侧。
上述的多轴弯管系统，其中，所述机器人为六轴机器人。
一种多轴弯管系统的操作方法，包括上述的任意一项所述的多轴弯管系统，所述操作方法包括：
步骤A1：所述自动上料机顶起其内部的一所述管件；
步骤A2：所述机器人将所述弯管机头移动至抓料位置，所述弯管机头夹紧该一所述管件，所述机器人的所述弯管机头并将该一所述管件运送至所述旋转夹持器上；
步骤A3：所述旋转夹持器夹紧该一所述管件；
步骤A4：所述弯管机头松开该一所述管件，并对该一所述管件进行弯管加工；
步骤A5：所述机器人的所述弯管机头对加工完成的所述弯管进行下料。
一种多轴弯管系统的加工方法，包括上述的任意一项所述的多轴弯管系统，所述加工方法包括：
步骤B1：所述控制系统读取成品的所述管件的图纸，获得所述管件的坐标的信息；
步骤B2：所述控制系统中设置所述管件的模具和加工方式，并建立所述管件的坐标系；
步骤B3：所述控制系统自动选择所述弯管机头对应的所述管件的模具，并生成所述弯管机头的动作程序；
步骤B4：将所述弯管机头的动作程序导入仿真软件进行干涉验证；
步骤B5：若是，所述控制系统自动调节所述旋转夹持器和所述弯管机头绕所述管件转动角度，并执行步骤B3，若否，执行步骤B6；
步骤B6：所述弯管机头对所述旋转夹持器上的所述管件进行弯管加工；
步骤B7：向所述控制系统反馈所述弯管加工的进程和运行状态，加工完成。
上述技术方案与现有技术相比具有的积极效果是：
本发明在上下料的过程中可同时进行弯管加工，提高了生产效率及自动化程度，旋转夹持器夹紧管件后可控制管件的转动，与机器人及弯管机头多轴联动，提高了弯管系统的柔性度。本发明自动化程度高，柔性度高，占地面积较小；解决细长管件两头弯工艺难的问题，可扩展性好。
附图说明
图1为本发明一种多轴弯管系统及其操作方法和加工方法设置一机器人的整体结构示意图；
图2为本发明一种多轴弯管系统及其操作方法和加工方法设置双机器人的整体结构示意图；
附图中：1、自动上料机；2、旋转夹持器；3、机器人；4、弯管机头；5、控制系统；6、行走轴；7、管件；8、下料架；9、底板。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
图1为本发明一种多轴弯管系统及其操作方法和加工方法设置一机器人的整体结构示意图，图2为本发明一种多轴弯管系统及其操作方法和加工方法设置双机器人的整体结构示意图，如图1至图2所示，示出了一种较佳实施例的多轴弯管系统，包括：自动上料机1、旋转夹持器2和至少一机器人3，自动上料机1用于将其内部的一管件7顶出，旋转夹持器2设于自动上料机1的一侧，旋转夹持器2用于夹紧并旋转管件7，机器人3设于自动上料机1的一侧，机器人3上活动安装有弯管机头4，弯管机头4用于对该一管件7进行抓取、运送以及弯管加工。
进一步，作为一种较佳的实施例，多轴弯管系统还包括：控制系统5，控制系统5控制机器人3、弯管机头4、旋转夹持器2工作。
进一步，作为一种较佳的实施例，多轴弯管系统还包括：至少一行走轴6，机器人3活动设于行走轴6上，机器人3沿旋转夹持器2上的管件7的轴向活动。
进一步，作为一种较佳的实施例，多轴弯管系统包括：两机器人3，两机器人3分别用于对旋转夹持器2上的管件7的两端进行弯管加工。
优选地，多轴弯管系统包括：两行走轴6，两机器人3分别活动设于两行走轴6上，两行走轴6分别位于旋转夹持器2的两侧，两行走轴6上的机器人3均沿旋转夹持器2上的管件7的轴向活动。
以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围。
本发明在上述基础上还具有如下实施方式：
本发明的进一步实施例中，请继续参见图1至图2所示，多轴弯管系统还包括：下料架8，下料架8用于存放加工完成的管件7。
本发明的进一步实施例中，多轴弯管系统还包括：底板9，自动上料机1设于底板9上的一端，旋转夹持器2设于底板9的中部，机器人3设于底板9的一侧。
优选地，下料架8设于底板9的另一端，两行走轴6分别设于底板9的两侧。
优选地，设置底板9方便搬运和拆装。
本发明的进一步实施例中，机器人3为六轴机器人。
下面说明本发明的操作方法包括：
操作方法的前期准备是将整个系统安装固定在底板9上，在控制系统5中导入成品管件图纸并输入模具相关信息后，自动生成弯管机头的动作程序。
步骤A1：自动上料机1顶起其内部的一管件7；
步骤A2：机器人3将弯管机头4移动至抓料位置，弯管机头4夹紧该一管件7，机器人3的弯管机头4并将该一管件7运送至旋转夹持器2上；
步骤A3：旋转夹持器2夹紧该一管件7；
步骤A4：弯管机头4松开该一管件7，并对该一管件7进行弯管加工；
步骤A5：机器人3的弯管机头4对加工完成的管件7进行下料。
优选地，多轴弯管系统启动后，自动上料机1接收允许上料信号并检测自动上料机1的料仓有料后，自动顶起一管件7，弯管机头4夹紧后输出上料到位信号，六轴机器人接收上料到位信号后，将弯管机头4运动到抓料位置，弯管机头4夹紧加工管件7并送到旋转夹持器2处固定，同时自动上料机1准备下一待加工的管件7。
优选地，旋转夹持器2夹紧待加工的管件7后，弯管机头4松开管件7并进行弯管加工，有效提高了避干涉性。
优选地，若管件7长度较长，可在控制系统中选用“双边模式”，分别在旋转夹持器2的两侧对管件进行加工。
优选地，完成管件7弯管工艺后，机器人3利用弯管机头4夹紧加工完成的管件7，放置于下料架8上，之后机器人3从自动下料机1取出下一管件7，进行下一管件7的弯管加工。
下面说明本发明的加工方法包括：
步骤B1：控制系统5读取成品的管件7的图纸，获得管件7的坐标的信息；
步骤B2：控制系统5中设置管件7的模具和加工方式，并建立管件7的坐标系；
步骤B3：控制系统5自动选择弯管机头4对应的管件的模具，并生成弯管机头4的动作程序；
步骤B4：将弯管机头4的动作程序导入仿真软件进行干涉验证；
步骤B5：若是，控制系统5自动调节旋转夹持器2和弯管机头4绕管件7转动角度，并执行步骤B3，若否，执行步骤B6；
步骤B6：弯管机头4对旋转夹持器2上的管件7进行弯管加工；
步骤B7：向控制系统5反馈弯管加工的进程和运行状态，加工完成。
本发明的机器人3第六轴装有多模弯管机头4，由伺服电机控制弯管机头的转臂转动，在上下料的过程中可同时进行弯管加工，提高了生产效率及自动化程度。
本发明的旋转夹持器2同样配有伺服电机，夹紧管件7后可控制管件7的转动，与机器人六轴及弯管机头4多轴联动，提高了弯管系统的柔性度。
本发明设置行走轴6，可进行更大长度的细管加工，引入双机器人配合行走轴，在加工管件7时两机器人3同时在管件7的两端进行工作，可实现复杂细长管的3D弯管加工，极大地提高了细长管件的生产效率。
本发明进行管件7加工时，弯管软件可读取成品管件的图纸，获得管件坐标等信息；在弯管软件中设置模具、加工方式，并建立坐标系后，弯管软件可自动选择弯管机头对应模具并生成弯管系统动作程序；将动作程序导入仿真软件进行干涉验证，弯管软件可自动调节旋转夹持器2和弯管机头4绕管件转动角度，有效提高了避干涉性能和柔性度。
本发明自动化程度高、柔性度高；与传统弯管专机加工方法相比，占地面积较小；解决细长管件7两头弯工艺难的问题；可扩展性好，配合行走轴6或双机器人3可实现复杂细长管的3D弯管。
本发明可以提高管件7加工自动化程度和加工效率，使系统布局更加紧凑。
本发明柔性度高，旋转夹持器2及弯管机头4均可绕管件7转动，有利于加工中避干涉，可实现复杂管件加工。
本发明可扩展性好，配合行走轴6或双机器人3可实现更大长度细管的3D弯管加工。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。
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