基于Flexsim 的擠壓鑄造設(shè)備的物流仿真方法

1、天津科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計外文資料翻譯學(xué) 院： x x x x班 級： x x x x姓 名： xx xx xx 日 期： xx年x月x日天津科技大學(xué)外文資料翻譯譯文：基于flexsim 的擠壓鑄造設(shè)備的物流仿真方法鄧建新1, 3 邵明1 蘇文桂2(華南理工大學(xué)機械與汽車工程學(xué)院1, 廣州510640；廣西大學(xué)機械工程學(xué)院2, 南寧530004；廣西制造系統(tǒng)與先進(jìn)制造技術(shù)重點實驗室3, 南寧530004)摘 要： 為了研究擠壓鑄造設(shè)備部件的協(xié)作性能, 提出了一種運用flexsim進(jìn)行設(shè)備仿真的方法。首先，介紹了flexsim擠壓鑄造設(shè)備及其工作流程，在原有基礎(chǔ)上分析了運用flexsim對擠壓鑄

2、造設(shè)備的影響，并進(jìn)行了仿真實驗。我們將擠壓鑄造設(shè)備的生產(chǎn)過程視為一個物流過程, 其中包含澆注、合模、充型、擠壓等環(huán)節(jié)，把設(shè)備中完成對應(yīng)工序的裝置視為物流節(jié)點，然后，根據(jù)其運作流程使用flexsim建立了仿真模型,并進(jìn)行了實例運行。該方法簡單可行,模型變換配置性強，并且仿真結(jié)果揭示了擠壓鑄造設(shè)備的部件的協(xié)作狀態(tài),為進(jìn)一步優(yōu)化其性能提供了關(guān)鍵數(shù)據(jù)。回顧了擠壓鑄造的應(yīng)用歷史背景，綜述了擠壓鑄造工藝的特點及其適用范圍。對采用這種新型工藝的典型實例作了詳盡的介紹和分析，指出隨著擠壓鑄造工藝的不斷完善，這種新型的金屬成形工藝在工業(yè)生產(chǎn)中具有良好的應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞 ： 擠壓鑄造設(shè)備 物流仿真 flexsim

3、擠壓鑄造設(shè)備使用許多激光束部件,如：噴霧裝置就是其部件之一，它為擠壓鑄造生產(chǎn)1必要的程序,只有在不同的環(huán)境才能得到較高質(zhì)量的鑄造模具,其產(chǎn)品涉及鎖料融化、金屬噴涂、金屬壓榨、開放澆注、模具鑄造,為了指導(dǎo)和優(yōu)化具有協(xié)同性能的所有組成細(xì)胞,我們就要充分運用高質(zhì)量的鑄造模具，因為，這決定了他們產(chǎn)品的整體效率和影響離子的性能。以前，有一些關(guān)于工作方面的的研究證據(jù)，其整體設(shè)計是通過復(fù)雜的機器進(jìn)行仿真。例如, 宋榮榮2做了運動學(xué)仿真，為了了解各個類型的運動部件間的干擾，他運用了甘蔗收割機做了仿真實驗，并且對小的行星球磨機進(jìn)行了分析，主要包括機器移動、中移動、中強制。1.flexsim仿真軟件flexsim

4、(靈活的仿真)軟件是一種面向?qū)ο蟮姆抡姝h(huán)境,為連續(xù)、離散事件或代理人系統(tǒng)開發(fā)的基礎(chǔ)。它不僅可以用來建立模型的生產(chǎn)、儲存、運輸系統(tǒng)和模擬6,而且可以作為一個完整套房的開發(fā)工具來開發(fā)和編譯仿真應(yīng)用。flexsim編譯器是一種權(quán)力仿真應(yīng)用,以允許用戶完全開發(fā)新的仿真應(yīng)用，包括獨特的圖形用戶界面,物體的圖書館和菜單結(jié)構(gòu)。flexsim一個具有非常高效的仿真引擎，該引擎可同時運行仿真和模型視圖（可視化），并且可以通過關(guān)閉模型視圖來加速仿真的運行速度。仿真運行時，利用該引擎和伸縮腳本語言準(zhǔn)許用戶在仿真進(jìn)行期間，改變模型的部分屬性。對于任何利基環(huán)境,flexsim都具有靈活性,方便使用,定制,3d圖形,以及

5、更多。 如果說一幅圖能夠表達(dá)上千的文字，那么flexsim的虛擬現(xiàn)實動畫以及模型視圖就表達(dá)了無限的容量。flexsim能夠利用包括最新的虛擬現(xiàn)實圖形在內(nèi)的所有pc上可用的圖形。如果是擴展名為3ds、vrml、dxf和stl的3d立體圖形文件的話，可以直接調(diào)到flexsim模型中使用，而其他仿真軟件中卻沒有這項功能。flexsim的vr(虛擬現(xiàn)實瀏覽窗口) 放映裝置允許用戶調(diào)節(jié)光源、霧以及虛擬現(xiàn)實立體技術(shù)等場景元素，flexsim的演示功能可以為模型提供藝術(shù)性表演。用flexsim的avi記錄器能快速生成avi文件,無論怎樣的模型都能復(fù)制或記錄在cd上，可緊急送給任何人觀看。flexsim能一次

6、進(jìn)行多套方案的仿真實驗，這些方案能自動進(jìn)行，其結(jié)果存放在報告、圖表里，這樣我們可以非常方便地利用豐富的預(yù)定義和自定義的行為指示器（像用處、生產(chǎn)量、研制周期、費用等）來分析每一個情節(jié)。同時很容易的把結(jié)果輸出到（像微軟的word、excel等）大眾應(yīng)用軟件里，利用odbc（開放式數(shù)據(jù)庫連接）和ddec（動態(tài)數(shù)據(jù)交換連接）可以直接對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行讀寫數(shù)據(jù)。flexsim在其圖書館模型中提供了三種基本單位,即離散事件的靜態(tài)、動態(tài)永久、永久實體單位和臨時實體單位。靜態(tài)實體代表的對象有永久固定位置,即機床、輸送機、動態(tài)永久實體移動站的對象（像人員、機器人的對象）；臨時實體是由模擬系統(tǒng)組成的；永久的實體可以連接

7、所有的作業(yè)環(huán)節(jié),形成流動。因此,使用flexsim模擬步驟描述問題,收集數(shù)據(jù),建立系統(tǒng)模型等8。2.擠壓鑄造設(shè)備鑄造是現(xiàn)代機械制造工業(yè)的基礎(chǔ)工藝之一。鑄造作為一種金屬熱加工工藝，在我國發(fā)展逐步成熟。鑄造機械就是利用這種技術(shù)將金屬熔煉成符合一定要求的液體并澆進(jìn)鑄型里，經(jīng)冷卻凝固、清整處理后得到有預(yù)定形狀、尺寸和性能的鑄件，并且能用到所有機械設(shè)備，又稱鑄造設(shè)備。相比之下,舊機床應(yīng)用于擠壓鑄造生產(chǎn)設(shè)備,現(xiàn)代的擠壓鑄造是復(fù)雜的自動化程度高,由一群部件(包括噴霧裝置、鎖緊機制、喂養(yǎng)機器人注射機制、擠出機制、注射機制和取出機制)。圖1提供了物理模型的擠壓鑄造設(shè)備。使用噴印打樣潤滑劑,以防止快速模具之間的熱

8、傳導(dǎo)摩擦,而鎖定機制則是這個單元組的核心成分,可使模具壓縮時接近我們想要得到結(jié)果,所以該鎖緊力的重要性能參數(shù)非常重要。機器人需要定義溫度料熔融金屬從爐口進(jìn)入打擊單位在指定的速度通過勺子。注射機制推動熔融金屬在射擊單位以成型腔。采用擠壓機制施加壓力，在冷卻過程中使高熔點的金屬做好熔化的準(zhǔn)備,如果不小心,直接導(dǎo)致它所用的蓋子凝固成演員。在大多數(shù)的擠壓鑄造設(shè)備,噴射機理和擠出機制有著相同的設(shè)備驅(qū)動液壓缸。這個應(yīng)用程序因為歐氏壓力、成型的鑄造始終堅持模具，噴發(fā)的機制有助于退出驅(qū)動逐出模具,并等待拿出機器的發(fā)射，以放棄了設(shè)備到后期的處理。首先,一些初始化的設(shè)備必須結(jié)束,是為等待產(chǎn)品,如裝配模具、配置運行

9、參數(shù)。然后讓設(shè)備部件工作,根據(jù)上述工作流程中所述的完成。1-鎖定機構(gòu)，2-外賣機器人，3-噴霧裝置，4-裝載用機撲，5-熔爐，6-注射機制，7-擠出和注塑機制圖1模型的擠壓鑄造設(shè)備3.使用flexsim物流仿真如上所述,擠壓鑄造過程包括一系列的連續(xù)操作,如：噴涂改造融化金屬，插入追加的單元,形成了物料流動生產(chǎn)。根據(jù)每個程序的功能,它是很容易找到大部分的功能特性和辦法，來分享相同的物流系統(tǒng)。事實上,我們知道,為滿足金屬程序的加載和卸載,應(yīng)拿出類似程序應(yīng)用于喂食程序,只是取代金屬鑄造,金屬則都可以通過注射和壓縮處理細(xì)胞,其功能的關(guān)閉是儲存的融化的金屬。因此,擠壓鑄造過程可以被視為一種物流過程。因為

10、所有的程序都實現(xiàn)了集成擠壓鑄造,并且擠壓鑄造設(shè)備是一個離散的物流系統(tǒng)，所以，每個程序的擠壓鑄造都是一種物流活動，同時，這種物流也有它的時間效應(yīng)和空間效應(yīng)。時間漸漸的影響著融化金屬，對于物流的演員們,根據(jù)理想時間參數(shù),如壓力持續(xù)時間,物流活動的最后關(guān)閉、噴涂、喂養(yǎng)金屬等等,從而實現(xiàn)了空間效應(yīng)的生產(chǎn)周期點,從爐中以提出金屬模具,然后再寄給我們的模具加工。3.1模擬政策根據(jù)模擬步驟和分析以上的擠壓鑄造設(shè)備仿真系統(tǒng),對flexsim設(shè)備提出了如下觀點：1)首先,重要的是去定義邊界條件。在物流系統(tǒng)擠壓鑄造件的設(shè)備中,邊界條件的定義是:過程和完成于一體的設(shè)備。擠壓鑄造和壓力鑄造雖然都是以液態(tài)金屬為原料，但

11、兩者卻有許多不同之處。首先是液態(tài)金屬注入型腔的方式不同，壓力鑄造時金屬液是在極短時間內(nèi)以高壓高速的形式充填型腔，型腔內(nèi)的氣體往往不能及時排出，容易卷入金屬液中使鑄件內(nèi)部產(chǎn)生氣孔，這也是壓鑄件通常不能通過熱處理來進(jìn)一步提高其性能的原因。而擠壓鑄造金屬液是通過澆注注入型腔內(nèi)，上模緩慢下降平穩(wěn)施壓，氣體大部分可以從模具間隙中排出，在制件中不易形成氣孔。其次，兩種工藝的壓力傳遞方式也不同，壓力鑄造的金屬液是靠澆注系統(tǒng)來傳遞壓力，由于澆注軌道較長。且冷卻快，凝固早，壓力不能完全作用在鑄件上直到結(jié)晶完畢，有的地方會形成縮孔，晶粒也較粗大。擠壓鑄造沒有澆注系統(tǒng)，壓力傳遞通過上模端面直接施加在金屬液面上，金屬

12、液體始終在壓力作用下結(jié)晶凝固，流動成形，因而組織致密，晶粒細(xì)化。2)根據(jù)工作流量關(guān)系所得到的所有的物流節(jié)點的擠壓鑄造設(shè)備。一個程序是物流的一步, 這套程序給出的相應(yīng)的組成單元的是經(jīng)理人員制訂物流的節(jié)點。而物流結(jié)點是整個物流系統(tǒng)或與結(jié)點相接物流的信息傳遞、收集、處理、發(fā)送的集中地，這種信息作用在現(xiàn)代物流系統(tǒng)中起著非常重要的作用，也是復(fù)雜物流儲單元能聯(lián)結(jié)成有機整體的重要保證。所以有八大物流節(jié)點在擠壓鑄造設(shè)備中,特別是打開和放開閥門是兩種物流步驟分享相同的構(gòu)件的鎖定機構(gòu)。針對缺陷,還多次提出改變澆注軌道的位置,使之盡量靠近缺陷部位,以強化澆注軌道的效果；同時用改變零件結(jié)構(gòu)的措施,有效地避免了上述部位

13、縮孔缺陷的發(fā)生,實現(xiàn)了利用計算機數(shù)值模擬來改進(jìn)工藝方案,達(dá)到提高產(chǎn)品質(zhì)量、獲得優(yōu)質(zhì)擠壓鑄件的目的。3)使所有的物流節(jié)點離散,得到了有關(guān)物流節(jié)點之間的關(guān)系和所有離散仿真實體，一個在同一時間保持所有屬性的程序和相應(yīng)的部件屬于相關(guān)物流節(jié)點。這種模式里的關(guān)系非常相似，是擠壓鑄造設(shè)備的信用證,但仍有些差異存在。前者是在物流設(shè)備系統(tǒng)中的主體邏輯元素,圍繞所有物流單元描述邏輯關(guān)系,而這些激光束的后者是物理部件擠壓鑄造設(shè)備，主要關(guān)注的是運動序列。在這里,噴霧治療為一個整體,用來模擬全部物流節(jié)點。4)仿真實體分類成為永久性的實體和臨時實體,在flexsim所定的樣式中，貨物和金屬噴霧的臨時實體是永久的。在材料種

14、類方面適用性較廣，從理論上講可用于生產(chǎn)各種類型的合金，如鋁合金、鎂合金、鋅合金、灰口鑄鐵、球墨鑄鐵、碳鋼、不銹鋼等。但比較而言，黑色金屬擠壓鑄造的工藝難點較多，且由于受到模具材料的限制，在黑色金屬方面的實際應(yīng)用遠(yuǎn)沒有在有色金屬方面的應(yīng)用廣泛。擠壓鑄造適宜于一些形狀復(fù)雜、且性能上又有一定要求的產(chǎn)品。因為形狀復(fù)雜的工件采用一般模鍛方法成形困難，即使能夠成形成本也太高。如果采用常規(guī)鑄造方法，則在產(chǎn)品的性能上又難以達(dá)到要求。對于某些特殊產(chǎn)品采用擠壓鑄造工藝，既能順利成形，又能保證產(chǎn)品的性能要求。一般來講，擠壓鑄造工件的壁厚不能太薄，否則在結(jié)晶和成形方面都會帶來一些問題，甚至產(chǎn)生廢品。5) 在圖書館中使

15、用flexsim代表所有實體對象，而臨時實體是該系統(tǒng)的輸入，將他們轉(zhuǎn)化為源,并具有不同的產(chǎn)品類型。永久實體包括靜態(tài)和動態(tài)的永久，永久實體單位取決于他們的位置移動。細(xì)節(jié)描述了,那里是靜態(tài)的永久的實體,spdp是動態(tài)的永久的實體,tp則為臨時實體。為了研究擠壓鑄造設(shè)備的部件協(xié)作性能，專門提出了一種運用flexsim進(jìn)行設(shè)備仿真的方法。首先介紹了flexsim、擠壓鑄造設(shè)備及其工作流程；在此基礎(chǔ)上分析了運用flexsim對擠壓鑄造設(shè)備進(jìn)行仿真的策略；將擠壓鑄造設(shè)備的生產(chǎn)過程視為一個物流過程，包含澆注、合模、充型、擠壓等環(huán)節(jié)，將設(shè)備中完成對應(yīng)工序的裝置視為物流節(jié)點，根據(jù)其運行流程使用flexsim 建

16、立了仿真模型，并進(jìn)行了實例運行。該方法簡單可行，模型變換配置性強；仿真結(jié)果揭示了擠壓鑄造設(shè)備的部件的協(xié)作狀態(tài)，為進(jìn)一步優(yōu)化其性能提供了關(guān)鍵數(shù)據(jù)。6)建立仿真模型,并詳細(xì)說明在flexsim對象。如果兩個相互聯(lián)系的永久實體,沒有自己的控制要求,最好是將它們整合到多處理器的藝術(shù)設(shè)計當(dāng)中來減少對象。在構(gòu)建計算機模型的過程中，首先構(gòu)建小的測試模型來證明復(fù)雜部件的建模是合適的。一般建模過程是呈階段性的，在進(jìn)行下一階段建模之前，驗證本階段的模型工作正常，在建模過程中運行和調(diào)試每一階段的模型。不會直接將整個系統(tǒng)模型構(gòu)建起來，然后點擊“運行”按鈕來進(jìn)行系統(tǒng)的仿真。抽象模型有助于定義系統(tǒng)的重要部分，并可以引導(dǎo)為

17、后續(xù)模型的詳細(xì)化而進(jìn)行的數(shù)據(jù)收集活動。我們可能想對同一現(xiàn)實系統(tǒng)構(gòu)建多個計算機模型，每個模型的抽象程度都不相同。7)構(gòu)建模擬樣品和運行模式。通過上面提到的仿真模型，觀察了擠壓鑄造設(shè)備的生產(chǎn)流程,如建在flexsim中的圖2，一些實體的命名是由他們的程序來識別鍍液中各實體。確認(rèn)建立模型的可信度，現(xiàn)在還沒有哪一種確認(rèn)技術(shù)可以對模型的結(jié)果做出100%的確定，我們永遠(yuǎn)不可能證明模型的行為就是現(xiàn)實的真實行為。3.2模擬案例為了測試對仿真模型, 以秒為單位列出了模擬樣品的過程參數(shù)通過仿真進(jìn)行分析樣品。依據(jù)映射，輸入?yún)?shù)，例如所有對象的建立時間和過程時間。在此模擬樣本，模擬持續(xù)時間設(shè)置為10000秒，運行速度為50。在運行仿真模型，大量的可以幫助我們評估在擠壓鑄造設(shè)備的主要組件的狀態(tài)靜態(tài)數(shù)據(jù)可以被我們獲得。關(guān)鍵是要篩選的數(shù)據(jù)根據(jù)你的目標(biāo)。緊接的是組件和相關(guān)的后勤演出擠壓鑄造設(shè)備利用率等指標(biāo)。圖2擠壓鑄造設(shè)備的仿真模型可以衡量和一些改進(jìn)應(yīng)該被發(fā)現(xiàn)。圖2仿真模型的擠壓鑄造設(shè)備4.結(jié)論本文用flexsim的方法介紹了擠壓鑄造設(shè)備的應(yīng)用。擠壓鑄造是一種新型的金屬成形工藝，從興起到發(fā)展已有半個多世