發(fā)布時(shí)間：2021-07-03 11:05

　　隨著近些年智能制造的發(fā)展,金屬板材成形過(guò)程從上料到?jīng)_壓逐漸由自動(dòng)化向智能化發(fā)展。目前在薄板工件的成形過(guò)程中,板材上料方式大多采用機(jī)器人上料,此種上料方式,需要做大量的示教工作以保證精度,而且對(duì)要加工的板材擺放位置以及形狀要求較高。在板材沖壓過(guò)程中,高強(qiáng)度板材容易產(chǎn)生破裂、起皺等缺陷。目前常用優(yōu)化拉深筋形狀或補(bǔ)償模具型面等方法改善其成形性能,但是這些方法需要花費(fèi)大量的時(shí)間進(jìn)行試模和修模。針對(duì)上述上料過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題,本研究利用機(jī)械手結(jié)合視覺(jué)完成板材沖壓成形過(guò)程中的自動(dòng)上料,即通過(guò)相關(guān)的圖像處理和定位算法,使機(jī)器人完成智能上料。針對(duì)板材成形中出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題,提出采用柔性變壓邊力方式成形工件。首先,在伺服壓機(jī)的基礎(chǔ)上,改進(jìn)壓邊控制系統(tǒng),提出一種柔性可變壓邊力的獨(dú)立加載智能控制系統(tǒng)。然后在數(shù)字模擬中,選擇帽形工件為模擬對(duì)象,分析了帽形工件在不同定值及變壓邊力下沖壓仿真結(jié)果,對(duì)比得到成形帽形工件的最優(yōu)壓邊力曲線以及沖壓載荷隨時(shí)間變化的曲線。將得到的壓邊力曲線加載到控制系統(tǒng),通過(guò)柔性控制壓邊力和沖模載荷,來(lái)適應(yīng)零件不同變形階段的特點(diǎn)。通過(guò)研究,實(shí)現(xiàn)了基于視覺(jué)的機(jī)器人對(duì)沖壓板材的定位和上料。根據(jù)優(yōu)化... 

【文章來(lái)源】：上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)上海市

【文章頁(yè)數(shù)】：68 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

板材沖壓成形中的起皺和拉裂現(xiàn)象Fig.1.1Wrinklingandsplittinginsheetmetalstamping

上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論文第3頁(yè)由于機(jī)器人的日益普及，機(jī)器人已經(jīng)成為自動(dòng)化上料過(guò)程中不可缺少的重要裝置。在沖壓上料工序中，常利用機(jī)器人或機(jī)械手來(lái)輔助沖壓上料。目前，較為知名的有ABB、安川、庫(kù)卡以及發(fā)那科四大機(jī)器人公司，工業(yè)機(jī)器人用途十分廣泛，常用于替代人工進(jìn)行焊接（如圖1.2所示）、搬運(yùn)（如圖1.3所示）、開(kāi)采煤礦等高重復(fù)性及高危險(xiǎn)性作業(yè)[18-19]。圖1.2焊接機(jī)器人圖1.3搬運(yùn)機(jī)器人Fig.1.2WeldingrobotFig.1.3Handlingrobot隨著工業(yè)化發(fā)展的加快，為滿足不同的生產(chǎn)需要，機(jī)器人技術(shù)在不斷的發(fā)展提高，開(kāi)放型控制器已經(jīng)成為機(jī)器人控制系統(tǒng)的發(fā)展方向。為了使機(jī)器人可以在較為復(fù)雜的環(huán)境下工作，獲取關(guān)于外部環(huán)境的相關(guān)信息，使其在工作中完成自身定位和路徑規(guī)劃，需要使機(jī)器人具有像人一樣的學(xué)習(xí)能力，即機(jī)器人智能化。在此過(guò)程中，傳感器作用在機(jī)器人領(lǐng)域中越發(fā)重要，一些力傳感器、視覺(jué)傳感器、聲覺(jué)傳感器等可以使機(jī)器人更加智能化。在機(jī)器人研究領(lǐng)域中，越來(lái)越多學(xué)者利用機(jī)器視覺(jué)提高機(jī)器人的智能化水平，完成一些特殊的作業(yè)。采用視覺(jué)傳感器輔助機(jī)器人進(jìn)行上料，對(duì)工料的位置要求不高，可以通過(guò)圖像算法處理完成定位，沖壓上料方式不再需要大量的示教工作，可以提高上料的效率，所以基于視覺(jué)的機(jī)器人上料在工業(yè)應(yīng)用中越來(lái)越多。1.2.2壓邊力控制工藝研究現(xiàn)狀目前市場(chǎng)上用來(lái)成形板材設(shè)備的壓力機(jī)類型很多，按照動(dòng)力源的多少來(lái)劃分，可分為單動(dòng)和雙動(dòng)壓機(jī)。常見(jiàn)的有單動(dòng)力液壓沖床、曲軸單動(dòng)力壓機(jī)、雙向雙動(dòng)沖床、同向雙動(dòng)壓機(jī)、伺服壓力機(jī)等。其中單動(dòng)力壓機(jī)或機(jī)床都是較為低端的壓力機(jī)，單動(dòng)力壓機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)與控制都比較簡(jiǎn)單，所以其成形的產(chǎn)品往往沒(méi)有附加值，如圖1.4所示為曲柄壓力機(jī)。單動(dòng)壓機(jī)在其沖壓過(guò)程中，依靠的是

上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論文第3頁(yè)由于機(jī)器人的日益普及，機(jī)器人已經(jīng)成為自動(dòng)化上料過(guò)程中不可缺少的重要裝置。在沖壓上料工序中，常利用機(jī)器人或機(jī)械手來(lái)輔助沖壓上料。目前，較為知名的有ABB、安川、庫(kù)卡以及發(fā)那科四大機(jī)器人公司，工業(yè)機(jī)器人用途十分廣泛，常用于替代人工進(jìn)行焊接（如圖1.2所示）、搬運(yùn)（如圖1.3所示）、開(kāi)采煤礦等高重復(fù)性及高危險(xiǎn)性作業(yè)[18-19]。圖1.2焊接機(jī)器人圖1.3搬運(yùn)機(jī)器人Fig.1.2WeldingrobotFig.1.3Handlingrobot隨著工業(yè)化發(fā)展的加快，為滿足不同的生產(chǎn)需要，機(jī)器人技術(shù)在不斷的發(fā)展提高，開(kāi)放型控制器已經(jīng)成為機(jī)器人控制系統(tǒng)的發(fā)展方向。為了使機(jī)器人可以在較為復(fù)雜的環(huán)境下工作，獲取關(guān)于外部環(huán)境的相關(guān)信息，使其在工作中完成自身定位和路徑規(guī)劃，需要使機(jī)器人具有像人一樣的學(xué)習(xí)能力，即機(jī)器人智能化。在此過(guò)程中，傳感器作用在機(jī)器人領(lǐng)域中越發(fā)重要，一些力傳感器、視覺(jué)傳感器、聲覺(jué)傳感器等可以使機(jī)器人更加智能化。在機(jī)器人研究領(lǐng)域中，越來(lái)越多學(xué)者利用機(jī)器視覺(jué)提高機(jī)器人的智能化水平，完成一些特殊的作業(yè)。采用視覺(jué)傳感器輔助機(jī)器人進(jìn)行上料，對(duì)工料的位置要求不高，可以通過(guò)圖像算法處理完成定位，沖壓上料方式不再需要大量的示教工作，可以提高上料的效率，所以基于視覺(jué)的機(jī)器人上料在工業(yè)應(yīng)用中越來(lái)越多。1.2.2壓邊力控制工藝研究現(xiàn)狀目前市場(chǎng)上用來(lái)成形板材設(shè)備的壓力機(jī)類型很多，按照動(dòng)力源的多少來(lái)劃分，可分為單動(dòng)和雙動(dòng)壓機(jī)。常見(jiàn)的有單動(dòng)力液壓沖床、曲軸單動(dòng)力壓機(jī)、雙向雙動(dòng)沖床、同向雙動(dòng)壓機(jī)、伺服壓力機(jī)等。其中單動(dòng)力壓機(jī)或機(jī)床都是較為低端的壓力機(jī)，單動(dòng)力壓機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)與控制都比較簡(jiǎn)單，所以其成形的產(chǎn)品往往沒(méi)有附加值，如圖1.4所示為曲柄壓力機(jī)。單動(dòng)壓機(jī)在其沖壓過(guò)程中，依靠的是

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[7]矩形盒件拉深成形的有限元分析[D]. 鄧毅.湖南大學(xué) 2016
[8]數(shù)字圖像相關(guān)方法在材料變形研究中的應(yīng)用[D]. 張冬冬.長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué) 2014



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