[發明專利]基于機器人的柔性漸進翻邊成形方法

有效

• 申請號: 202111024439.4
• 申請日: 2021-09-02
• 公開（公告）號: CN113714361B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發明（設計）人: 程旋;趙亦希;于忠奇
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: B21D19/04
• 分類號: B21D19/04;G06F17/15
• 代理公司: 上海交達專利事務所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

一種基于機器人的柔性漸進翻邊成形方法，在工藝規劃階段，設置工具頭首先沿Z軸運動至運動起始點，然后繞Z軸進行多道次翻邊成形，計算得到每道次翻邊角度和工具頭每道次沿徑向前進距離，并根據測量得到的目標翻邊件的翻邊開角、圓弧開角、待處理板料的板料平面部分外徑、過渡部分圓角半徑以及翻邊部分長度計算得到每道次工具頭初始坐標，再將初始坐標以及與板料接觸點的彎曲半徑計算得到任意道次任意時刻工具頭的位置坐標；在執行階段，通過工業六軸機器人控制位姿的工具頭以規劃得到的位置坐標進行翻邊件快速精確成形。本發明能夠有效地解決了鈑金翻邊件現有成形技術的不足，方法簡單可行，生產效率高。

技術領域

本發明涉及的是一種鈑金件制造領域的技術，具體是一種基于機器人的柔性漸進翻邊成形方法。

背景技術

鈑金翻邊構件由于其重量輕、強度高等優點，在航空航天、汽車、電子電器等制造加工領域有著廣泛的應用。目前航空航天用鈑金翻邊件大都采用人工錘擊的方式翻邊成形，噪音大，成形效率低，且質量穩定性與一致性難以保證。隨著航天發射任務的增加，現有人工錘擊翻邊成形工藝和制造質量難以滿足不斷加快的生產節拍。因此，亟待開發新的鈑金翻邊工藝，解決目前鈑金翻邊結構件制造難題。

發明內容

本發明針對現有柔性翻邊技術對工作臺與滾輪配合要求高，并且難以成形圓弧開角較大的翻邊件以及無法解決平面翹曲問題的不足，提出一種基于機器人的柔性漸進翻邊成形方法，有效地解決了鈑金翻邊件現有成形技術的不足，方法簡單可行，生產效率高，在航空、航天、汽車制造等工程領域具有重要的工程應用價值和明顯的經濟效益。

本發明是通過以下技術方案實現的：

本發明涉及一種基于機器人的柔性漸進翻邊成形方法，在工藝規劃階段，以待處理板料上平面為基準面，板料圓心為原點建立三維直角坐標系，設置工具頭首先沿Z軸運動至運動起始點，然后繞Z軸在(Φ/2,-Φ/2)范圍內進行n道次翻邊成形，計算得到每道次翻邊角度和工具頭每道次沿徑向前進距離，并根據測量得到的目標翻邊件的翻邊開角θ、圓弧開角Φ、待處理板料的板料平面部分外徑R₀、過渡部分圓角半徑R₁以及翻邊部分長度L計算得到每道次工具頭初始坐標，再將初始坐標以及與板料接觸點的彎曲半徑計算得到任意道次任意時刻工具頭的位置坐標；在執行階段，通過工業六軸機器人控制位姿的工具頭以規劃得到的位置坐標進行翻邊件快速精確成形。

所述的待處理板料設置于壓緊機構和柔性漸進翻邊工作臺之間，該壓緊機構采用壓板壓緊機構、氣動壓緊機構或液壓壓緊機構；柔性漸進翻邊工作臺為帶斜面的工作臺，斜面與平面部分通過過渡圓角圓滑過渡，過渡圓角半徑小于等于目標翻邊件過渡段的內側彎曲半徑，通過改變過渡圓角大小實現不同過渡圓角半徑及不同翻邊高度的翻邊件的成形。

所述的柔性漸進翻邊工作臺下平面寬度設置成小于上平面寬度。

所述的工具頭的前段成形部分為半球形。

所述的每道次工具頭初始坐標為工具頭前段圓心的初始坐標。

技術效果

本發明整體解決了現有翻邊成形件的平面翹曲問題以及難以成形圓弧開角較大的翻邊件問題；

與現有技術相比，本發明提供了一種基于機器人的柔性漸進翻邊成形方法，在翻邊成形過程中只需要控制機器人帶動工具頭運動，使得工具頭每道次均在不同位置對板料進行翻邊，使板料受力更加均勻；同時，通過調整每道次的工具頭Z坐標就能實時補償調整回彈量。本方法簡單可行，相對于傳統人工翻邊成形一件合格零件需要數個小時，本發明在完成工藝規劃后，完成單一零件所需時間僅需幾分鐘，極大提高了成形效率。

附圖說明

圖1為實施例機器人柔性漸進翻邊的裝置；

圖2為實施例目標翻邊件尺寸圖；

圖3為實施例原始板料尺寸圖；