基于工业机器人的数字化弯管成形技术研究

数字化弯管成形技术作为一种新型全自动管材加工技术，基于目前热门的工业机器人平台，配合弯曲末端装置实现了复杂弯曲构件的柔性成形。基于数字化弯管成形技术原理，建立了弯管机器人成形工艺轨迹及运动过程解析方法，设计并搭建了匹配的弯曲末端装置，使得弯管机器人可以实现管材的数字化弯曲工艺。采用有限元模拟与试验相结合的方法，研究了管件在机器人弯曲成形过程中应力的变化规律，讨论了由机器人运动提供的补料功能，并分析了该功能对于弯曲构件成形质量的影响。结果表明，搭建的弯管机器人成形试验平台及解析方法可以实现管材连续弯曲成形，成形管材最大应力值增大的幅度较小。机器人主动进给补料作用可有效改善弯管壁厚减薄现象。但同时补料也易导致管材弯曲内侧材料发生堆积，试验时较易出现起皱缺陷。未来的研究工作中，需着重开展基于起皱缺陷的机器人运动、弯曲速度等参数的优化研究。