英文官网 |  联系我们  
 
2020年海克康新产品新技术发布用户大会 > 双智战略 > 精密加工

精密加工.png

随着工业生产发展,机械制造行业对加工精度要求不断提高,机械制造的精密加工水平不断提高变得愈加重要。精密通用零部件,如精密机械加工件、复杂的三维几何件、典型传动精密件、齿轮及刀具等,形状复杂,检测量、编程量大,且对精度有着极高的要求。

海克斯康制造智能旗下的先进加工和检测技术成为保障其精度的关键环节。高精度三坐标测量系统,配置各种触发/扫描测头(包括在机测头),是各种精密级通用型零部件测量的最佳选择。同时,我们还提供了刀具路径设计的CAD/CAM软件解决方案。我们的解决方案旨在将数据集成到生产流程中,从而实现更智能的决策。


  • 模拟仿真软件助力上海交通大学为核电站救援行动开发有腿机器人

    模拟仿真软件助力上海交通大学为核电站救援行动开发有腿机器人

  • 海克斯康自动化方案助力拓普集团提高生产效率

    海克斯康自动化方案助力拓普集团提高生产效率

  • Zollern使用光学扫描系统对涡轮盘进行质量检测

    Zollern使用光学扫描系统对涡轮盘进行质量检测

模拟仿真软件助力上海交通大学为核电站救援行动开发有腿机器人


用户名称:上海交通大学

面临挑战:如何既能降低成本又能在新机器人上提供高水平的速度、有效负载、耐用性及其他参数的挑战

产品、解决方案名称:MSC Adams软件

实现效果:研究人员通过实物实验验证了样机的性能与Adams预测相吻合,第一台样机就能完全按照预期工作,降低了研发成本。

上海交通大学成立于 1896 年,由光绪皇帝签发圣旨而创立,是中国历史最悠久、最负盛名的重点大学之一。2015 年,上海交通大学在国家自然科学基金项目数和经费数上连续六年全国第一。高峰博士是上海交通大学机械工程系教授。他还是国家“973”项目“核电站紧急救灾机器人的基础科学问题”首席科学家、国家科学基金杰出青年学者获得者以及机械系统与振动国家重点实验室主任。他的科研团队已取得 100 多项国内专利。在过去 3 年里,该团队共获得超过 7500 万元人民币的研究基金。

 

上海交通大学的研究人员,其中包括上海交通大学机械系统与振动国家实验室主任高峰博士以及上海交通大学博士后研究员潘阳博士,设计了章鱼 III 六腿机器人,可用于在核辐射、火灾及水下等极端环境中进行移动、搜索、探测、修理及救援。六腿章鱼 III 机器人可利用有腿机器人的非常规能力, 例如横动崎岖地形、克服障碍、进行垂直爬升以及翻倒后自动站立等。

与轮式机器人相比,由于有腿机器人需要更加复杂的机械原理和控制策略来保持平衡、方位、效率及速度,因此设计难度更大。章鱼 III 的六条腿分别有一个相同的驱动机构,每个机构由带有三个肢体的并联机构组成。每条腿都有一个串联有万向接头和棱柱形关节的 UP 肢体以及两个串联有万向接头、棱柱形关节及球节的 UPS 肢体。

机器人由一台运行在 Linux 操作系统上的机载计算机控制,能与运行 Windows 操作系统的远程计算机进行无线通信。可经由 Windows 计算机上的人机接口(HMI)向机器人发出前进或左转弯等命令。机载计算机包含经过优化的机器人运动学及动力学模型,并控制着机器人的 180 部伺服电机。机器人重约270kg,可攀爬20度的斜坡,并以1.09千米/小时的速度行走。

 

挑战

上海交通大学的研究人员面临着以尽量低的成本在新机器人上提供高水平的速度、有效负载、耐用性及其他参数的挑战。对于传统 的机器人设计方法,例如采用方程或软件对运动学及初级动力学进行建模,由于复杂动态效应的作用与日俱增,随着机器人变得越 来越轻并且在更高负载下工作,这种方法逐 渐失效。设计师必须了解他们的设计方案能 够承受多大的负载,在各种任务中的表现如 何,以及施加到机器人各个关节上的作用力有多大,以便优化设计并交付具有竞争力的产品。

 

解决/验证

潘博士使用 Adams 多体动力学软件创建了完整的机器人及其所执行任务的工作样机,例如携带重载或转动阀门。潘博士采用SolidWorks 计算机辅助设计(CAD)软件开发了针对机器人设计方案的几何体,并编写了Adams/View 命令语言脚本,将几何体转换成Adams 模型,例如添加关节、轴承及电机。潘博士表示:“Adams/View 命令语言在机器人参数化建模方面表现良好,这是因为我可以通过编程创建单个文件来生成机器人设计,然后

只需更改命令语言文件中的数字就可以生成新的设计变量。”

在 Adams/View 命令语言中,通过 Adams 接口执行的许多动作具有等效性。可将命令存储在文件中并根据需要导入。

潘博士对许多候选的机器人并联和串联机构 进行了评估,其中包括 1UP、2UPS、3UPS 及3PRS。Adams 能够在设计过程的最初阶段,将设计概念作为一个整体系统来评估动态性能。与通过样机实验获得同样的信息相比,潘博士借助 Adams 在设计过程初期就能以更短的时间、更低的成本对众多不同机器人设计方案的瞬态动态行为进行评估。他还可以加大机器人的速度和负载,同时确保机器人能够穿越各类不同的表面。

在确定章鱼 III 中所采用的 UP 和 UPS 组合所能得到最佳结果之后,潘博士尝试了众多不同的关节尺寸,这些工作只需更改 Adams/ View 命令语言脚本中的变量即可实现。他对机器人执行动作的各向同性能力进行了评估, 即能够以相同的速度、沿任何要求的方向移动给定的有效负载。他还使用仿真对设计方案中有可能导致机器人停止移动的特殊条件进行了评估。

在进行了大量的设计迭代之后,研究人员确定了可满足其所有目标的设计。此时,该团队以大约 100,000 元的成本对建造的样机进行调试。

结果

上海交通大学的研究人员在大量条件下对样机进行了测试,例如转动阀门和开关、运送重达 500 千克的载荷,以评估其与预期任 务的符合情况。实物实验表明,样机的性能与 Adams 预测非常吻合。潘博士表示:“如果在建造样机之前没有使用 Adams 对设计进行优化,我们或许还需要另外五台样机,每台需要支付 100,000 元才能得到正确设计。借助 Adams,第一台样机就能完全按照预期工作,我们甚至无需进行任何改动。”


海克斯康自动化方案助力拓普集团提高生产效率


宁波拓普集团股份有限公司是一家技术领先的汽车零部件企业,主要致力于汽车动力底盘系统、内饰隔音系统、智能驾驶控制系统等领域的研发与制造。凭借领先的研发技术、制造技术、质量管理和全球供应能力,拓普集团与国内外多家汽车制造商建立了良好的技术合作关系。

很多汽车制造商要求全程三坐标加全检模式,能够对产品尺寸进行百分之百的全检,并将检验数据传输到客户指定的位置。拓普需要一系列的全自动方案来应对巨大的产量和对成本的控制。

海克斯康为拓普定制了一套以 TIGO 车间型测量机为核心的自动化测量检测方案,测量效率高,无待机时间,应用于车间现场。操作人员只需要上下装夹工件,拨动按键一键启动,就可以直接将工件转换到检测位置 ,自动调用测量程序启动测量,测量完毕后,向客户 MES系统按客户要求格式传输测量的数据和测量的判别结果。

整个过程实现了测量程序的封装和测量机的自动启动测量,检测效率提升了 3 倍。双料盘自动旋转切换实现人停测量机不停,提升机器的使用率,减少不必要的人工成本。此方案给拓普集团解决了很多测量上的问题,匹配 CNC 机加产能,提升品控自动化水平,并且能够很好地满足客户对产能的要求。


Zollern使用光学扫描系统对涡轮盘进行质量检测


Zollern 公司是在金属加工领域内居于领导地位的生产商,在 300 年的发展历程中公司致力于铸造与加工技术的提升。在涡轮盘质量检测中, Zollern 使用 AICON 条纹投影检测系统 StereoScan,保证了项目要求的高精度以及对细节特征的分辨能力。

在实际的扫描过程中,首先,捕捉涡轮盘的数据并在OPTOCAT 软件的帮助下生成与三角网格。 AICON 扫描仪以其灵活的传感器形态,从 30°、 20°、 10° 等多方测量角度接收数据,从而使得在各式大小的铸件中难以被捕捉到的区域得到扫描与测量。然后,通过检测软件分析数据,对预先定义的检测参数(如标准的几何图案、截面以及变形)作出判定。

通过结构的适当调节, Zollern 将 AICON 扫描系统运用到大型铸件的质量检测之中,能够提供微米级的精度数据及更高的分辨率。同时,系统具有丰富的数据评估功能和简易的操作流程。 

简便而快速地得到扫描结果,并能及时地优化过程参数, Stereo Scan 3D 扫描仪帮助 Zollern 公司以一贯的高效生产出质量一流的涡轮。运用三维数字化的涡轮盘不仅能够更快、更好、更有效地发现形状偏差,并且节省了时间与成本。


智慧引擎·共赋未来

创新的思维,独到的行业见解尽在2020年海克斯康新产品新技术发布暨用户大会.