机器人主动牵引的三维变曲率型材在线弯曲成形装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种机器人主动牵引的三维变曲率型材在线弯曲成形装置，包括：卧式挤压机：淬火装置：设置于所述卧式挤压机出口侧，用于控制挤压型材各截面的温度；导引装置：设置于所述淬火装置内，用于对所述挤压型材进行矫直和定位；主动牵引机器人：设置于所述淬火装置的出料侧，用于牵引所述挤压型材料实现三维变曲率；切割机器人：用于对所述主动牵引机器人输出的变曲率型材进行切割；转移机器人：用于将切割机器人输出的切割后的变曲率型材送入挤压输送辊道。本发明专利技术克服了已有挤压弯曲一体化方法存在的所需挤压载荷高、型材横截面受力不均匀以及表面划伤的缺陷，提高了产品的弯曲成形质量和材料利用率。

Three dimensional variable curvature profile on-line bending forming device of robot for active traction

Bending forming device, three-dimensional curved profile online, the invention discloses a robot active traction including: horizontal extrusion machine:: quenching device is arranged on the horizontal extruder outlet side, used to control the temperature of extrusion; guiding device, is arranged in the quenching device, is used for the extrusion straightening and positioning; active traction robot: the material side is arranged in the quenching device, for pulling the realization of three-dimensional curved extrusion materials; cutting robot for the active traction robot output variable curvature roll cutting; transfer robot: for cutting robot output after cutting variable curvature profiles to the extrusion roller conveyor. The invention overcomes the existing integration methods required for extrusion bending load, high profile extrusion defect cross section force is not uniform and the surface scratches, improve product quality and material utilization rate of bending.

【技术实现步骤摘要】
机器人主动牵引的三维变曲率型材在线弯曲成形装置
本专利技术涉及金属塑性加工技术及装备领域，特别是一种机器人主动牵引的三维变曲率型材在线弯曲成形装置。
技术介绍
着眼于将来的可持续发展，低油耗、低排放技术已成为汽车工业发展中亟待解决的关键技术。轻量化被广泛认为是实现节能减排最有效的途径。铝合金具有密度低，比强度、比刚度高，碰撞性能好，易回收和无污染等一系列优点，是车身理想的轻量化材料。全铝车身相比钢制车身减重30%以上，具有高刚性、耐撞性能好等特点，具有极好的发展前景，已成功应用于奥迪A2、路虎揽胜、特斯拉等中高端车型上。制造全铝框架式车身的关键技术之一在于如何实现型材的高精度弯曲成形。考虑空气动力学、结构力学和美观等方面的要求，框架式车身用铝型材通常为三维变曲率型材，尺寸精度和性能要求高。在实际生产中应用的弯曲铝型材，通常是通过多道工序加工而成。一般工序是先将铝合金铸锭挤压成所需断面形状的直型材，然后采用冷弯成形。然而由于铝型材弹性模量低和时效强化的特性，传统的先挤压再冷弯加工，回弹、截面畸变和表面划伤等缺陷总难以控制和避免，且生产效率和材料利用率低，制造成本昂贵，使得弯曲铝型材的应用受到了很大限制。因此，缩短加工流程、提高生产效率、降低制造成本是解决这一问题的最有效途径。经对现有技术的文献检索发现有以下相关专利：一种具有任意截面的曲线形金属管和棒的制造装置申请的韩国专利技术专利(专利申请号：WO/2001/096039A1，Amanufacturingdeviceofthecurvedmetaltubeandrodwithanarbitrarysection，名称：具有任意截面的曲线形金属管和棒的制造装置)，该方法通过挤压过程能够在模腔中将一个或多个坯料挤压和焊接在一起，且由于在偏心锥形挤压弯曲模和锥形芯塞的入口与出口之间空腔截面的偏心度，或者用多孔容器的孔的相对尺寸，或者用多个冲头的相对移动速度而控制的挤压速度的梯度，能够在挤压过程中对它们进行弯曲。一种挤压弯曲成形工艺及设备申请的美国专利技术专利（专利申请号：US5305626，ExtrusionMethodandExtrusionApparatus，名称：挤压方法及挤压设备），该方法通过调整模具工作带长度来获得非均匀的材料流动，使型材一侧的材料流速大于另一侧，以达到弯曲成形的目的。一种用于生产弯曲挤压型材的方法和设备申请的美国专利技术专利（专利申请号：US6634200，Methodanddevicefortheproductionofcurvedextrudedprofiles，名称：挤压型材弯曲方法及设备），该方法将模具沿挤压方向偏转一定角度，型材挤压出模口以后将向一侧弯曲，从而获得曲率较小的弯曲型材。一种镁合金型材挤压－弯曲一体化成形方法申请的中国专利(专利号：ZL200710171857.X，名称：镁合金型材挤压弯曲一体化成形方法)，该方法通过在卧式挤压机的出模口后面布置一副三轮辊弯装置，镁合金坯料经过热挤压形成型材，型材在冷却之前直接进入三轮辊弯装置，由同一平面内的三个辊轮对型材施加弯矩，实现弯曲成形，控制辊轮的运动及位置得到所需弯曲角度与弯曲半径。一种汽车用铝合金保险杠型材弯曲成形方法及装置申请的中国专利技术专利(专利申请号：ZL201210234529.0，名称：一种汽车用铝合金保险杠型材弯曲成形方法及装置)，该方法在卧式挤压机出口处布置一套矫直切割装置、液压驱动弯曲装置及淬火装置。铝型材挤压出模口牵引至所需的长度后矫直切断，并送至液压弯曲装置进行弯曲成形，并进行在线淬火。通过调整液压杆及定位块的个数和位置可以实现不同的弯曲半径。一种三维变弧度挤压型材在线弯曲成形装置申请的中国专利技术专利（专利申请号：ZL201310224782.2，名称：一种三维变弧度挤压型材在线弯曲成形装置），该方法通过在卧式挤压机出模口后依次布置在线淬火装置、多辊弯曲装备和液压导向装置。通过控制系统精确控制辊弯装备压辊和导向装置在各道次的位置、施力大小和停留时间，实现三维变弧度型材的在线弯曲加工。一种用于挤压弯曲成形的设备申请的美国专利技术专利（专利申请号：US6634200，ExtrusionApparatus，名称：挤压设备），该方法在模具出口增加引导装置，该引导装置在型材外形的一侧施加偏转作用力，使型材弯曲成形。一种用于制造多个弯曲的挤压型材的方法申请的美国专利技术专利(专利申请号：US7197907B2，Methodforproducingapluralityofcurvedextrudedprofiles，名称：用于制造多个弯曲的挤压型材的方法)，该方法模具一次同时挤出2个型材，同时在挤压出模口侧布置2副弯曲引导装置对挤压型材施加弯曲力，型材弯曲完成后采用切割机器人进行在线剪切。一种弯曲的挤压型材的挤压方法和装置申请的美国专利技术专利，(专利申请号：US20040201126A1，Methodanddeviceforextrudingcurvedextrusionprofiles，名称：弯曲的挤压型材的挤压方法和装置)，挤压型材通过模具热挤压成形并随后通过弯曲装备施加外力作用被弯曲或弯折以及在挤压加工线上被切分成段，然后由支承台带离开挤压加工线并被送走。由上可知，目前的型材挤压-弯曲一体化成形方法主要分为2种，一是对铸锭各模块进行差速挤压或调整模具工作带不等长度来制备弯曲型材，该方法仅适合于单曲率型材的弯曲加工；二是在卧式挤压机出模口添加多辊弯曲装备，通过其主动辊轮对型材施加多向弯矩成形三维变曲率型材。该方法存在的主要缺点有：需要较高的挤压速度来克服弯曲型材与辊轮之间的滚动摩擦力，导致更高的挤压载荷；在弯曲成形过程型材横截面的应力分布不均匀，外侧为拉应力，内侧为压应力，受拉-压两向应力状态作用，导致弯曲回弹大，型材内侧在较大压应力作用下容易产生起皱和截面畸变；型材靠模面与弯曲辊轮之间容易产生相对滑动，划伤型材表面。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种机器人主动牵引的三维变曲率型材在线弯曲成形装置，克服已有挤压弯曲一体化方法存在的所需挤压载荷高、型材横截面受力不均匀以及表面划伤的缺陷，提高产品的弯曲成形质量和材料利用率。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种机器人主动牵引的三维变曲率型材在线弯曲成形装置，包括：卧式挤压机：淬火装置：设置于所述卧式挤压机出口侧，用于控制挤压型材各截面的温度；导引装置：设置于所述淬火装置内，用于对所述挤压型材进行矫直和定位；主动牵引机器人：设置于所述淬火装置的出料侧，用于牵引所述挤压型材料实现三维变曲率；切割机器人：用于对所述主动牵引机器人输出的变曲率型材进行切割；转移机器人：用于将切割机器人输出的切割后的变曲率型材送入挤压输送辊道；卸料装置：用于卸出所述挤压输送辊道出料端的变曲率型材。所述淬火装置包括冷床；所述冷床长度方向上平行设置有多个用于托送所述挤压型材的毛毡辊；所述冷床上方设置有能在竖直方向上移动的倒U型上箱体；所述倒U型上箱体由包括上箱板、与所述上箱板两端连接的侧箱板，且所述侧箱板能在竖直方向上上下移动；所述冷床上表面、上箱板下表面、侧箱板内侧面均设有多路水汽组合喷嘴；所述冷床设置在U型下箱体内，且所述上箱体与所述下箱体形成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机器人主动牵引的三维变曲率型材在线弯曲成形装置，其特征在于，包括：卧式挤压机（1）：实现型材的挤压成形；淬火装置（8）：设置于所述卧式挤压机出口侧，用于对挤压成形的型材进行热处理并控制所述挤压型材各截面的温度；导引装置（9）：设置于所述淬火装置内，用于对所述挤压型材进行矫直和定位；主动牵引机器人（10）：设置于所述淬火装置的出料侧，用于牵引所述挤压型材实现三维变曲率；切割机器人（12）：用于对所述主动牵引机器人（10）输出的变曲率型材（15）进行切割；转移机器人（16）：用于将切割机器人输出的切割后的变曲率型材送入挤压输送辊道（18）；卸料装置（19）：用于卸出所述挤压输送辊道（18）出料端的变曲率型材。

【技术特征摘要】
1.一种机器人主动牵引的三维变曲率型材在线弯曲成形装置，其特征在于，包括：卧式挤压机（1）：实现型材的挤压成形；淬火装置（8）：设置于所述卧式挤压机出口侧，用于对挤压成形的型材进行热处理并控制所述挤压型材各截面的温度；导引装置（9）：设置于所述淬火装置内，用于对所述挤压型材进行矫直和定位；主动牵引机器人（10）：设置于所述淬火装置的出料侧，用于牵引所述挤压型材实现三维变曲率；切割机器人（12）：用于对所述主动牵引机器人（10）输出的变曲率型材（15）进行切割；转移机器人（16）：用于将切割机器人输出的切割后的变曲率型材送入挤压输送辊道（18）；卸料装置（19）：用于卸出所述挤压输送辊道（18）出料端的变曲率型材。2.根据权利要求1所述的机器人主动牵引的三维变曲率型材在线弯曲成形装置，其特征在于，所述淬火装置（8）包括冷床（22）；所述冷床（22）长度方向上平行设置有多个用于托送所述挤压型材的毛毡辊（27）；所述冷床（22）上方设置有能在竖直方向上移动的倒U型上箱体（20）；所述倒U型上箱体（20）由包括上箱板（24）、与所述上箱板（24）两端连接的侧箱板（25），且所述侧箱板（25）能在竖直方向上上下移动；所述冷床（22）上表面、上箱板（24）下表面、侧箱板（25）内侧面均设有多路水汽组合喷嘴（26）；所述冷床（22）设置在U型下箱体（21）内；所述上箱体（20）与所述下箱体（21）形成的空腔为淬火槽（23）。3.根据权利要求2所述的机器人主动牵引的三维变曲率型材在线弯曲成形装置，其特征在于，还包括PLC控制系统；所述PLC控制系统控制所述水汽组合喷嘴（26）的出风量和出水量。4.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李落星，刘志文，徐从昌，
申请(专利权)人：湖南大学，长沙仲腾金属材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43