六自由度机器人柔性弯曲系统

复杂空心构件一次成形

以新型解析算法与六自由度机器人协同，实现空间螺旋管等三维复杂空心构件的柔性弯曲成形。

Zheng, Shuo · Liu, Chunmei · Abd El-Aty, Ali · Hu, Shenghan · Bai, Xueshan · Sun, Jin · 郭训忠 · 陶杰

Robotics and Computer-Integrated Manufacturing 2023

参数信息

平均弯曲角度误差

0.68 %

空间轴线平均偏差

6.93 mm

技术优势

能弯复杂空间形状

通过增量分析算法和空间姿态分析算法，系统可成形三维复杂空心构件，如空间螺旋管。

已有物理样机验证

基于增量分析算法搭建了物理样机和控制程序，并通过AA6061-T6空间螺旋管弯曲实验验证了可行性和算法可靠性。

成形精度可量化评估

采用3D光学扫描系统测量试样尺寸，得到平均弯曲角度误差0.68%和空间轴线平均偏差6.93 mm，为工艺改进提供数据基础。

机器人带来柔性生产

六自由度机器人提供高度灵活性，可适应不同弯曲任务，尤其适合小批量或定制化生产。

应用场景

• 复杂管件弯曲成形：用于制造空间螺旋管等复杂空心构件，替代传统多工序或专用模具。
• 三维构件增材制造辅助：作为增材制造的前/后处理手段，弯曲出近净成形管件后再进行精加工。
• 工业机器人柔性加工：以六自由度机器人代替专用弯曲机，灵活适应不同管径和形状的小批量生产。
• 先进机器人集成制造：将控制程序与解析算法集成到机器人单元，实现从设计到弯曲成形的自动化。