[发明专利]机器人主动牵引的三维变曲率型材在线弯曲成形装置

说明书

本发明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。

技术领域

本发明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。

背景技术

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发明专利(专利申请号：WO/2001/096039A1，A manufacturing device of the curved metal tube and rodwith an arbitrary section，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发明专利（专利申请号：US5305626，Extrusion Method and Extrusion Apparatus，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发明专利（专利申请号：US6634200，Method and device for the production of curved extruded profiles，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。