自動化工藝仿真的案例
立式注塑機自動化裝備與工藝
在注塑工藝和裝備方面，蘇州立注機械有限公司總經理駱林智介紹了《立式注塑機自動化裝備與工藝》。
蘇州立注機械有限公司總經理駱林智
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齒環類鍛件自動化鍛造生產工藝開發
本文以武漢新威奇科技有限公司為客戶實際設計的鍛造自動化生產線為案例，針對中、小型環類鍛件的自動化鍛造工藝開發流程進行介紹，分析了中、小型環類鍛件精密模鍛的鍛造工藝，以及適用于自動化生產的設備選型及模具設計，并驗證了此種工藝的可行性，最終鍛造自動線獲得客戶認可。
鍛件工藝分析及工藝路徑的制定
齒環(中間軸)類鍛件屬于工程機械類鍛件，鍛件材質20CrMnTi，鍛件外圓直徑408mm，內孔直徑250mm，鍛件高50mm，鍛件重量24.2kg。鍛件示意圖如圖1 所示。鍛件復雜系數CV=0.47，CA=45.7，CA 值較大，模鍛時需轉移的金屬量較大，成形時所需要的力和能量都較大，成形具有一定難度。
圖1 齒環類鍛件
目前一些廠家的常規鍛造工藝路線為：下料→加熱→鐓粗→成形→沖孔，沖孔后的連皮質量約7.5kg，材料利用率僅75%。為適應節能減排需求，選用輾環制坯后鍛造工藝，詳細的工藝路線為：下料→加熱→鐓粗→擠孔→沖孔→輾環→鍛造成形，工步圖如圖2 所示，此方案連皮質量約2kg，材料利用率可達到90%，且大大減小了鍛造成形時鍛件的投影面積，從而減小鍛件的終鍛成形力。
圖2 常規鍛造工步圖
齒環類鍛件自動化鍛造工藝的設計流程
采用逆向設計的方式，根據客戶提供的機加工零件圖，來設計鍛件圖，從而設計出制坯圖，并且可根據設計的圖紙及要求來對設備進行選型，然后可根據設備的類型來設計出相應的模架和模具，采用逆向的設計方式來一步步的制定齒環類鍛件自動化的鍛造工藝過程，設計流程圖如圖3 所示。
圖3 設計流程圖
自動化鍛造工藝方案
此鍛件的鍛造線較長，鍛件較重，綜合考慮人員安全、生產節拍及產量的問題，因此采用自動化鍛造線來代替常規的人工操作鍛造線。
展開 那些關于自動化輥鍛工藝的知識
輥鍛成形復雜模鍛件是我國對輥鍛工藝的創新。內燃機連桿是形狀復雜、質量要求高、需求量大的典型模鍛件。連桿輥鍛工藝的研制成功，解決了諸如突變截面輪廓成形、多道次變形匹配、型槽約束區內金屬前滑規律、成形輥鍛中不產生干涉的條件及臨界包容角、臨界前壁角的計算等一系列關鍵技術問題。吉林大學輥鍛工藝研究所在山東淄博建成了我國第一條連桿輥鍛自動化生產線，節省材料10%、勞動生產率提高2倍、單位成本降低35%、產品質量為優等品，初顯了輥鍛專業化生產的優越性。吉大輥鍛所為了制造高精密度的轎車連桿，已經開發出了輥鍛制坯+熱模鍛壓力機的成形工藝，其連桿精度達到精密級，質量公差可控制在10g以下，在全國已建成多條輥鍛制坯+熱模鍛壓力機生產線。
汽車前軸是汽車的重要承載件，其形狀復雜、質量大，直接采用自由鍛、模鍛生產設備噸位大、生產效率低、材料利用率低。完全采用輥鍛成形工藝可以生產前軸，容易出現局部填充不足的現象。北京機電研究所開發的載重汽車前軸精密輥鍛－整體模鍛技術、用自動輥鍛機和熱模鍛壓力機生產復雜彎曲長搖臂鍛件等都取得不錯的經濟效益。利用精密輥鍛將前軸的工字型和彈簧座成形到位，然后通過模鍛僅對前軸的兩個端部成形。這種輥鍛+模鍛工藝生產前軸，產品質量穩定，可有效地減小制坯、成形過程中對大噸位模鍛設備的依賴，降低設備投資85%，同時提高生產效率，可靈活生產各種類型的前軸，提高材料利用率，適合大、中批量的前軸生產。汽車擺臂、彎臂采用輥鍛制坯+模鍛成形工藝同樣極大地提高了生產率、材料利用率，降低了設備噸位，取得了良好的經濟效果。
汽車變截面鋼板彈簧的變截面彈簧片雖然形狀不算復雜，但長而薄，利用自由鍛、模鍛等加工方法成形較難。精密輥鍛工藝可以很好的解決這一問題。
展開 實現機械工程及自動化創新開發的工藝流程
在對機械工程及自動化創新實踐開發的過程中有一些具體的應用，在創新思想的指導下，這些應用將直接促進機械制造業的發展、促進自動化技術的不斷進步。
3.1 機械工程的智能化應用
通過將機械制造的先進技術與人工智能結合在一起，同時將人工智能很好地融合到機械制造的過程當中，以此運用智能化的生產來代替人工操作，這是對機械制造的智能化創新開發。在實現智能化的過程中，一些操作的系統將通過智能活動實現自動工作，并對一些突發問題進行及時的解決處理，這不僅可以節省大量的勞動力，而且智能化的操作下有利于提高機械產品的合格率，減少次品情況的出現，以此將提高企業自身的經濟效益。
3.2 機械工程的柔性化應用
在機械工程及自動化的創新實踐開發過程中，對柔性自動化系統的應用將在保證生產柔性的前提下完善自動化系統，從而在運用計算機技術的基礎上發揮其管理作用。柔性化的應用在機械工程領域具有較強的適應能力，這一創新發展會在健全自動化系統的基礎上使得先進的科學技術能夠進一步滿足市場經濟對產品的需求、滿足人們日常工作、生活對機械制造業的使用。
3.3 機械工程的虛擬化應用
虛擬化技術是運用信息技術與計算機仿真技術來實現對機械制造過程的模仿，在運用虛擬化的制造技術時，需要使用到機械制造先進技術、人工智能、多媒體、信息技術、計算機圖形學等高科技，同時要以虛擬仿真技術為前提，以此構建多科技的綜合技術系統來實現機械工程的虛擬化。在對機械工程的制造過程進行模仿的時候將有利于解決制造當中存在的問題，還能夠在一定程度上縮短企業的制造工期，從而降低企業的成本、增強企業產品的競
爭力。
3.4 機械工程的集成化應用
集成化應用也就是通過對先進的信息技術的使用來改進企業整體的制造水平。
展開 
壓力機在沖壓自動化生產工藝中的應用
壓縮空氣在沖壓自動化生產工藝中的功能可分為兩類：產品質量類和動作功能類。產品質量類即用于產品質量成形，比如氣墊壓力；動作功能類即參與壓力機的動作控制，如離合器壓力等。以筆者所在企業的壓力機為例，壓力機各功能模塊所需壓縮空氣壓力值如表1所示。
壓力機參數遠不止上述的5個，下面就筆者所在企業的壓力機參數進行簡單匯總并展示（表2），供大家參考。
表1 各功能模塊所需壓縮空氣壓力值
表2 壓力機參數匯總
結論
壓力機是沖壓生產工藝中的主要設備，隨著汽車產業的飛速發展，汽車行業對各種高精設備的需求也不斷提升。沖壓工藝發展的過程中，先后經歷了人工手動線生產、自動化斷續生產及自動化高速連續生產三個過程。每次模式的更新迭代中，生產設備都在其中起到了重要的作用。
——來源：《鍛造與沖壓》2018年第20期
展開 壓鑄鋁汽車零部件自動化批量高效去毛刺打磨工藝技術方法
最后總結
在這個案例中，我們展示了一個汽配行業用到的精密壓鑄鋁產品零配件變速箱殼體產品的自動化表面去毛刺飛邊除氧化皮拋光的工藝過程。
如果您有以下鋁合金、鋅合金、鎂合金或銅合金壓鑄零部件拋光方面的問題需要專業技術支持，可以參考上述案例：
鋁合金壓鑄汽車、摩托車變速箱殼體去毛刺、除飛邊、去批鋒工藝技術方法部件拋光工藝方法
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自動化高效率的壓鑄件打磨去毛刺解決方案
鋁合金壓鑄件表面處理方法
鋁合金壓鑄件表面處理工藝有哪些
展開 高分子材料零件快速自動化去毛刺、飛邊、合模線研磨拋光工藝
最后總結
在這個案例中，我們展示了一個用球形棕剛玉拋磨塊和高密度的高頻瓷研磨石進行橡膠O型圈表面去合模線、飛邊、毛刺的工藝過程。
這個工藝也同樣適用硅膠, ABS、氟膠,丁晴膠,鐵氟龍等材料生產的注塑件、3D打印件、紀念品、工藝禮品等產品的去合模線、飛邊、毛刺研磨拋光。
更多產品研磨拋光工藝解決方案， 請搜： 星科研工場
綜合性的流程自動化平臺工具，實現CAE仿真前后處理、試驗數據后處理的流程自動化和標準化。
Altair Process Manager是一個綜合性的流程自動化平臺工具，可以用來實現CAE仿真前后處理的自動化、試驗后處理的自動化、流程引導和流程集成。是一個可編程的個人工作流管理器，可以引導用戶完成整個標準的工作流程。Process Manager幫助企業實施各種標準化的流程，例如：模型載荷工況的自動設置，與CAD、PDM系統、數據庫或其他IT系統和應用程序的集成等。
Altair Process Manager通過集成“最佳實踐”實現了CAE工作的流水線化，并在產品設計和驗證過程中實現快速的流程自動化應用程序的開發和使用。是HyperWorks系列產品之一。其緊密的集成度能夠幫助用戶在熟悉的桌面環境中有效地創建和運行流程自動化程序。
展開 仿真軟件二次開發實例解析丨手機自動化仿真平臺
眾所周知，仿真軟件的應用可以使產品開發周期大大縮短，特別是對于手機這類更新迭代特別快的電子產品來說具有重要意義！快一步贏市場，準一毫勝品質，在仿真過程中如何追求更快更準呢？仿真軟件二次開發為你實現。
仿真軟件的二次開發就是不改變原有系統的內核，在現有的軟件上進行定制修改和功能擴展。二次開發涉及最重要的兩個方面就是構建數據庫和圖形庫，有利于設計過程知識和經驗的積累與沉淀，而對工程師常用工具軟件進行有效整合后更加方便工程師開展工作?？偟膩碚f就是通過仿真軟件定制化的二次開發，完善仿真軟件的功能性、提高使用的方便性。
元王此前二次開發的手機自動化仿真平臺，已經成熟應用于華為、vivo、OPPO、WIND、LONGCHEER、TRANSSION等品牌，助其仿真工作標準化、流程化、自動化，進一步提高仿真效率，實現仿真規范及經驗的傳承。
接下來小編就為大家詳細解析“元王”基于HyperMesh 的手機自動化仿真前處理平臺，以及基于Abaqus軟件的自動化后處理程序二次開發案例。
手機自動化仿真前處理平臺
基于HyperMesh平臺整合實現
基于HyperMesh二次開發流程圖
基于HyperMesh二次開發優化模塊采用獨立安裝包，一鍵完成軟件安裝（卸載），參數一鍵配置，與HyperMesh完美嵌合，實現功能各自獨立以及互相補充；靈活的數據庫管理模式，仿真前處理標準參數化；仿真步驟流程化以及交互性操作，使得工程師使用更加方便高效。
展開 仿真自動化的流程和開發的內容
<p>仿真自動化的流程和開發的內容</p><p> </p><p>作為一個仿真工程師，我們都知道在做仿真計算時，前處理占據了大量的時間，特別是幾何處理和網格劃分這塊。一旦幾何處理和網格劃分完畢也就意味者我們的仿真工作至少完成了60%以上。那么有沒有可以倍速提升仿真效率的做法呢？</p><p> </p><p>答案是肯定的，在某些場景下，我們可以通過采用仿真自動化的方式來提高效率。仿真自動化從原理上來說，分為設計、仿真分析流程（業務過程）自動化和設計、仿真軟件自動化。前者是將設計、仿真分析流程封裝成模板，控制代碼驅動模板自動執行。后者則是為設計、仿真軟件開發接口，控制代碼通過軟件接口驅動仿真軟件自動執行。</p><p> </p><p>不管是仿真流程自動化和仿真軟件自動化，從開發的流程來說，都可以分為GUI開發、前處理開發、仿真流程集成開發、求解開發和后處理開發五個環節，當然了這里我沒有介紹軟件工程比較關注的需求調研和測試環節，也沒有陳墨文檔模塊，這幾塊從研發角度來講，也是很重要的，是軟件開發過程中非常重要的環節。</p><p> </p><p>上述五個開發流程，均有其不同的開發目標和開發內容以及對應的收益，考慮到文字表達的直觀度欠佳，我以表格的方式來展示，相信您看了后會一目了然。
展開 AMCOR實現仿真流程自動化
仿真技術在確保 產品輕量化的包裝滿足功能需求中扮演了重要角色。
“感謝Altair的產品設計團隊，能夠使我們顯著減少虛擬測試時間。Impact Simulation Director完全融入 到我們的設計過程，并且允許工程師專注于研發，而不是在建模和設置任務上浪費精力。我們有可能會進一 步使用該工具，擴大自動化的區域，這將更大程度地減少前處理時間。”
Ansys Mechanical | SKF開發自動化應用程序大幅簡化軸承仿真分析
SKF高管在Level Up 3.0工程仿真會議上介紹了SKF軸承APP應用
SKF Bearing是通過Ansys應用定制化工具包（ACT）開發而成，該工具包通過創建定制化指導流程（被稱為“向導”），使團隊能夠實現工作流程的自動化。這些向導為用戶提供了可訪問的分步式界面，并針對選定的任務和程序來定制應用。如上所述，SKF Bearing旨在簡化Mechanical中的軸承建模和FEA仿真。
Tillema表示，SKF持續的仿真集成有助于支持最近的“左移測試”的行業趨勢，這意味著工程師和設計人員在開發周期早期階段就能夠使用仿真和虛擬測試。通過將仿真積極引入開發的早期階段，而不是將其作為后期驗證工具，開發團隊可以更快地獲得關鍵洞察，從而為設計提供信息，防止設計失敗并加快產品上市進程。
借助仿真集成和聯合解決方案，SKF使更多的工程師和設計人員都能夠充分利用數字化轉型和仿真技術。
Tillema認為，軸承建模涉及的三大挑戰是：
高度非線性的組件對整個系統具有顯著影響，如果不進行詳細分析，這些影響可能難以被預測
軸承類型多種多樣
詳細的微觀幾何結構和屬性對整個系統具有相當大的影響。此外，這些屬性被視為機密的知識產權，所以在設計軸承模型時，它們通常是不可用的
因此，傳統的軸承建模方法涉及多次試錯法，這些嘗試往往不僅耗時，而且成本高昂。
“為了克服這些挑戰，我們有何對策？”Tillema向Level Up 3.0大會的與會者提出了這個問題。“我們的方案是SKF Bearing應用，它有助于減輕仿真工程師開展軸承建模的負擔。”
展開 自動化設備工程仿真解決方案
一 行業概述
自動化設備行業涉及的研發問題眾多，從物理學的角度來講，自動化設備研發涉及的學科領域如下圖所示：
通過仿真可以在設計前期發現產品問題，并提供改進方向。
整體來說，自動化設備行業的主要CAE問題包括：
靜力學分析：整體結構及零部件的強度、剛度、穩定性等分析等
動力學分析：結構的振動頻率、噪音、隨機振動、轉子動力學等
機構運動分析：機構的運動軌跡、速度、加速度、關節力計算等
低頻電磁場分析：電路級和系統級的機電控制的仿真和優化等
高頻電磁場分析：PCB板級和設備級的信號完整性、電源完整性和電磁兼容分析等
疲勞分析：反復受力部件的疲勞性能及耐久性計算等
優化分析：結構的拓撲形狀及尺寸優化減重等
復合材料分析：復合材料的鋪層強度計算、鋪層優化等
跌落碰撞分析：包裝可靠性、碰撞、跌倒、跌落研究等等
多物理場分析
（難點）
：電子設備的電熱結構耦合、機電液一體化（子）系統級運動分析等
虛擬樣機：
多學科融合
二 解決方案
1、在MSC Adams中建立數控機床的機構動力學模型，進行初步機構運動學分析。
2、使用MSC Nastran對關鍵部件進行有限元分析，得到模態中性文件。
3、將MSC Adams機構模型中相應的剛體部件替換為柔性體，建立剛彈耦合模型。
展開 仿真流程如何實現標準化及自動化
企業在應用仿真驅動研發創新過程中，時常會遇到專家經驗難以傳承、重復工作效率低、仿真流程不一致等設計問題。
針對以上這些問題，我們其實都有相應的應對措施，針對如何更好地分享和傳遞專家經驗，可以把它IT化，例如做成APP；減少重復性工作提高效率則可以把它定制成自動化的流程，騰出時間去做更深入的研究；通過對仿真流程標準化，使得公司新人也都可以達到非常專業的仿真水平。因此，仿真流程的標準化及自動化已成為應對以上問題的主要解決方案。
如何將資源程序集成到統一的平臺，不再有流程一致性的問題，以及搭建自動化的優化流程。主要分為兩部分，首先是通過ANSYS ACT這項定制化開發工具來實現一些功能的定制、流程的自動化，并且與我們資源程序或第三方程序進行集成，通過ACT也可以把資源程序集成到Workbench的自動化系統，ANSYS ACT可以幫助大家實現功能定制、自動化流程，還有不同軟件的集成。
其次對大家來說，可能用的軟件不一定完全是ANSYS，可以是其他CAE軟件，在你的設計流程中，我們進行定制化自動化流程，以及把它集成到SPDM是怎么實現的？
展開 7/13 SPEOS仿真自動化
Ansys SPEOS致力于在整車視覺人機工效分析和車燈視覺效果分析以及標準驗證，其人眼視覺光學仿真功能以三維數據為依據，直接仿真出人眼視覺效果，同時可以進行定量分析，可以減少樣件的制作次數，且前期節約的時間可以為后期開模提供更多的寶貴時間。 隨著科技的進步，研發周期的縮短，工作效率越來越重要。
Ansys SPEOS仿真自動化可以幫助用戶實現一鍵定義，減少數據處理時間，同時支持腳本自定義，靈活定義屬于自己的腳本，讓工作變得簡單，高效。
