机器人冲压生产线的仿真与优化

为了对机器人冲压生产线方案进行有效验证及优化,以发动机罩壳冲压生产线为研究对象,选取六轴工业机器人为移料载体,设计出两种生产线整体布局方式,综合分析选择最优整体布局规划,并对生产线中的设备进行三维建模。在FANUC ROBOGUIDE软件中按布局规划方案,建立实际冲压生产线模型和完成对机器人的路径规划,最终在软件中进行仿真运行,实现了机器人取/放物料、压机作业以及物料变形的动态仿真。通过分析仿真结果,进一步优化了机器人作业路径和生产线节拍,使机器人作业路径更加柔性、简洁,整条生产线更加高效、无干涉运行,生产节拍由原来的15.42 s/件,提高到11.61 s/件。研究结果充分证明了优化方法的可行性和实用性。     

基于RobotStudio的机器人柔性制造生产线的仿真设计

以工业机器人柔性制造生产线为研究对象,文章介绍了Robot Studio软件对生产线仿真建模的方案。根据零件加工工艺和生产流程,构建了机器人生产线的空间布局,利用三维建模软件为机器人设计取放料手爪,创建Smart组件实施动画效果,采集现场所需的I/O信号进行设备通讯,实现了一台ABB(Asea Brown Boveri)机器人为四台数控机床自动上下料的轨迹规划、离线编程和仿真过程。该设计方案与实际生产同步,为设计者和管理者提供生产线设计的理论依据和试验平台,降低了生产线设计、调试的成本,提高了生产效率。     

自动浆粕上料车机械结构研究与分析

为了降低人工成本,实现浆粕自动化输送,提出一种新型自动浆粕上料车结构方案,浆粕被料夹夹紧、抬升到一定高度,然后料夹旋转、料车行走,把料运送到输送机上,料夹旋转及料车平移采用电机驱动。利用D-H参数法计算了料夹的位姿矩阵,通过有限元分析软件ANSYS对浆粕上料车主要受力部件旋转齿轮进行了力学分析与优化,实践表明,在此基础上研制的自动浆粕上料车运行良好,为黏胶短纤的全自动化生产线开发做了前期准备。     

基于RobotStudio的多机器人柔性制造生产线虚拟仿真设计

以多机器人柔性制造生产线为研究对象,介绍了一种利用Solid Works和Robot Studio对多机器人自动线建模及虚拟生产的方案。构建了生产线的布局,为上下料机器人设计了专用夹具,依据生产线连续运行模式,创建了仿真运行I/O信号和动态Smart组件,实现了生产线的离线编程和仿真。仿真结果表明:实时改变机器人TCP速度等参数可动态输出机器人速度轨迹和生产节拍。该设计方案可以为多机器人自动化生产线在现代工业制造领域的推广和应用提供理论依据和试验平台。     

基于FANUC机器人的鼓式刹车片成型生产线的设计与实现

主要介绍一种基于FANUC机器人的鼓式刹车片成型生产线的设计方案和实现过程。在现有成型工艺和设备的基础上,研究自动化实现方案。采用3台六轴机器人配合相应桁架、运动平台、运料小车及自动收料机,以实现胚料压制、胚料取出、坯料运送、吹屑清洁、喷脱模剂、冷坯放置、成品取出、自动收料等动作,从而实现整个成型生产的自动化。     

高强钢板热冲压成形模具温度场分析

高强钢板热冲压技术在汽车工业中的应用日趋广泛.在热冲压过程中,板材首先从加热炉转移到压机上,然后在模具中迅速成形并淬火以获得高强度.成形前模具的温度大大影响成形后零件的最终性能.本文选用汽车右前立柱角撑零件的模具来分析,用LS-DYANA软件模拟了热冲压后模具的温度场分布,并得到了模具温度的变化曲线.为热成形模具冷却系统的设计提供了依据.     

高强度热成形钢点焊性能与接头组织

以热成形高强度钢板22MnB5作为研究对象,采用不同工艺参数对典型厚度钢板进行正交试验优化,通过对点焊试样进行单向拉伸试验,确定了最优点焊性能工艺参数及各因素对点焊性能的影响程度.热成形高强度钢点焊接头抗剪载荷的最优条件为:板料厚1.6mm、焊接电流7 800A、焊接时间0.4 s；同时,各因素对抗剪载荷影响的主次顺序为:板料厚度＞焊接电流＞焊接时间.通过对点焊接头进行硬度分布试验和金相组织测试,研究并分析了热成形高强度钢点焊接头的硬度分布情况和金相组织特性；采用扫描电镜探究了热成形高强度钢的点焊接头断口形貌特征.     

冲压上下料机器人的运动学分析与优化设计

在SolidWorks环境下构建了一种适用于自动化冲压生产线的5自由度串联机器人,并对机器人工作时上下料运动过程进行了详细描述。同时,针对自动上下料运动过程,运用数学模型进行理论分析,采用D-H法建立第2种机器人坐标系,列出运动学参数、关节变量和齐次变换矩阵,最后求解出运动学方程的正逆解,可与后续实际生产中机器人的真实运动情况做对比。应用ANSYS Workbench对底座先进行拓扑优化,在满足刚度和强度要求的情况下,使得底座质量减少了32.6%,优化效果显著。然后再对拓扑优化后的结果进行多目标参数优化,使其在满足要求的前提下,底座所受的等效应力值尽可能减小,优化效果更好。     

50000kN全自动AT轨跟端成形热模锻生产线研制

介绍一种全自动AT轨跟端成形生产线。该生产线是由自动物料传输系统、自动喷淋润滑系统、数控四工位模锻液压机和多轴同步工业机器人等主要部分组成。实现高速铁路道岔热锻造生产过程的数字化、程序化。     

基于响应曲面法的激光辅助机器人双点滚压成形回弹控制

针对超高强钢难成形的问题，提出了激光辅助机器人双点滚压成形工艺。以弯曲为例，研究了激光功率密度对弯曲零件回弹的影响，并基于响应曲面法，以回弹角度为目标函数，成形载荷为约束条件优化了角度增量和工业机器人位移补偿参数。结果表明，超高强钢零件回弹角度随着激光功率密度的增大而减小，激光功率密度为125 W·mm^-2时零件回弹角度相较于常温成形减小了78.5%,但回弹减小趋势随着激光功率密度继续增大趋于平缓；将激光功率密度固定为125 W·mm^-2,进一步通过响应曲面法将成形过程载荷控制在600～900 N范围内，得到了优化的4道次角度增量和两滚轮位移补偿值，相较于优化前的4道次成形策略，弯曲零件的回弹角度从6.0°降低到接近于0°。响应曲面法可用于优化机器人双点滚压成形工艺参数，从而显著降低滚压成形零件的回弹并且提高成形效率。     

全自动冲压生产线组网及分布式监控系统设计

为了克服传统冲压生产线自动化程度低、效率低和能耗高等问题,设计开发了全自动冲压生产线组网技术及实时监控系统。该系统由多台精密压力机连线组成,通过高速伺服电机驱动的工业机器人实现垛料、送料和工序间的自动转序,并通过现场总线控制工业机器人和精密冲压力机之间的动作同步协调、及监控,实现冲压生产线的全自动化。系统采用双层工业组网设计,底层Cclink通信保证工业现场数据实时快速可靠的传输,实现分布式数据采集和监控;上层TCP/IP组网实现大批量数据传输,便于远程监控、系统集成和信息管理。对系统进行全面测试,测试结果表明:该监控系统数据采集实时性好,并具有实时数据显示、数据存储和历史数据查询,生产线数据管理,以及故障检测和报警等功能。     

Design of Hot Stamping Tools with Cooling System

Hot stamping with high strength steel is becoming more popular in automotive industry. In hot stamping, blanks are hot formed and press hardened in a water-cooled tool to achieve high strength. Hence, design of the tool with necessary cooling significantly influences the final properties of the blank and the process time. In this paper a new method based on systematic optimization to design cooling ducts in tool is introduced. The optimization procedure was coupled with FE analysis and a specific evolutionary algorithm. Through this procedure each tool component was separately optimized. Subsequently, the hot stamping process was simulated both thermally and thermo-mechanically with the combination of optimized solutions.     

轿车保险杠横梁热成形技术和数值模拟

以整车轻量化为背景,按照高强度钢板热成形的工艺要求,将捷达车原辊压成形的保险杠横梁进行截面和壁厚优化,最后通过静态弯曲数值模拟对设计进行了验证,高强度钢板热成形的保险杠横梁较原普通钢板辊压成形的保险杠横梁更轻且强度更高。     

新型热冲压模具钢的组织与性能

采用SEM、TEM、LF457型激光导热仪,DSC404型差示扫描量热仪和UMT-3型高温摩擦磨损试验机对高强钢板热冲压用新型模具钢的组织和热稳定性能、热物理性能及高温耐磨性能进行研究。试验结果表明:该模具钢具有良好的抗回火软化性能、热稳定性、高热导率和高温耐磨性,能更好地适应高强钢板热冲压工况。新型模具钢的碳化物以Mo₂C和VC为主,使得该钢有更好的抗回火软化和热稳定性。新型钢具有高热导率,在室温下是H13钢的1.4倍。其低Si、Mn、Cr和高Mo的合金化特征是其高热导率的原因。该钢较H13钢有更好的高温耐磨性能,尤其是温度高于600 ℃后耐磨性要远远优于H13钢。新型模具钢良好的耐磨性能有益于减少模具修理频次,提高模具寿命。     

热冲压工艺参数对22MnB5马氏体钢汽车B柱性能影响的有限元模拟

通过有限元仿真软件Autoform分析了热冲压过程中工艺参数的变化对22MnB5马氏体钢B柱起皱、回弹、减薄、马氏体量以及强度的影响。结果表明:22MnB5马氏体钢B柱热冲压最优化工艺参数为加热温度930 ℃,冷却速率80 ℃/s。该工艺参数下,热冲压过程各处均完成马氏体转变,硬度分布均匀,材料减薄率较低,热冲压成形效果好,尺寸精度高,冲压件强度均大于1400 MPa。     

热冲压成形零件质量控制因素分析

热冲压成形技术是提高高强度钢板塑性成形能力,保证冲压零件尺寸精度以及提高冲压零件的强度级别的新型成形技术。本文在介绍超高强度钢板的热冲压成形工艺流程及应用的基础上,对直接影响热冲压零件成形质量的主要因素进行了识别和深入分析,讨论了模具材料、模具冷却设计及热冲压工艺参数如奥氏体化温度、保温时间、冷却速度和保压时间对热冲压零件质量的影响趋势,为车身制造中热冲压成形零件质量控制提供参考。     

高强汽车钢温冲压成形工艺探讨

热冲压成形汽车零部件的室温组织为全马氏体组织,虽然强度高,但延展性差。为此,提出了一种采用热轧后直接淬火获得马氏体组织,随后在冲压工序进行回火以提高冲压件延展性的温冲压成形工艺。采用热轧实验机和MMS-200热力模拟实验机模拟温冲压成形过程,并对实验钢力学性能和组织结构进行了分析。结果表明：随温冲压成形温度的升高及保温时间的延长,实验钢成形后抗拉强度和维氏硬度值不断下降,伸长率呈先上升后下降再上升的趋势。随成形温度的增加,实验钢组织由马氏体不断转变为回火马氏体、回火屈氏体和回火索氏体。在350℃保温120～180 s,实验钢成形后力学性能最佳,抗拉强度超过1 500 MPa,伸长率大于8%,硬度值在425HV～440HV之间。冲压成形温度越高,对冲压设备所需求的力能参数越低。     

工业机器人在液压机冲压自动生产线中的应用

根据客户需求,液压机冲压生产中手工送料将逐步由六轴工业机器人取代。应用三菱Q00UJCPU控制器、远程IO、安川六轴工业机器人进行了单机联线柔性机器人生产线的开发。分析了整条机器人联线的系统组成及对控制系统的要求,确定了控制系统结构方案,实现了对整线自动化的稳定控制。     

预成形件对超高强钢板热冲压减薄率的影响

为了降低超高强钢板在热冲压过程中的减薄率,以车轮侧盖为研究对象,设计了4种预成形件结构方案,通过有限元模拟分析预成形件形状、尺寸对减薄率的影响,基于模拟结果,进行了预成形件热冲压实验。结果表明:热冲压件的显微组织为板条马氏体,显微硬度达到460 HV以上;零件球窝处材料减薄率最大,预成形有利于降低材料减薄率;预成形件储料面积越大,热冲压件材料减薄率越小;预成形件为深度为22.8 mm的圆拱形储料结构且切角时,材料减薄率最小,为11.67%,壁厚均匀性较好。实际热冲压实验结果和数值模拟结果基本一致。