基于Flexsim的挤压铸造设备的物流仿真方法

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1、天津科技大学本科生毕业设计外文资料翻译学 院： X X X X班 级： X X X X姓 名： XX XX XX 日 期： XX年X月X日译文：基于Flexsim 的挤压铸造设备的物流仿真方法邓建新1, 3 邵明1 苏文桂2(华南理工大学机械与汽车工程学院1, 广州510640；广西大学机械工程学院2, 南宁530004；广西制造系统与先进制造技术重点实验室3, 南宁530004)摘 要： 为了研究挤压铸造设备部件的协作性能, 提出了一种运用Flexsim进行设备仿真的方法。首先，介绍了Flexsim挤压铸造设备及其工作流程，在原有基础上分析了运用Flexsim对挤压铸造设备的影响，并进行了仿

2、真实验。我们将挤压铸造设备的生产过程视为一个物流过程, 其中包含浇注、合模、充型、挤压等环节，把设备中完成对应工序的装置视为物流节点，然后，根据其运作流程使用Flexsim建立了仿真模型,并进行了实例运行。该方法简单可行,模型变换配置性强，并且仿真结果揭示了挤压铸造设备的部件的协作状态,为进一步优化其性能提供了关键数据。回顾了挤压铸造的应用历史背景，综述了挤压铸造工艺的特点及其适用范围。对采用这种新型工艺的典型实例作了详尽的介绍和分析，指出随着挤压铸造工艺的不断完善，这种新型的金属成形工艺在工业生产中具有良好的应用前景。关键词 ： 挤压铸造设备 物流仿真 Flexsim挤压铸造设备使用许多激光

3、束部件,如：喷雾装置就是其部件之一，它为挤压铸造生产1必要的程序,只有在不同的环境才能得到较高质量的铸造模具,其产品涉及锁料融化、金属喷涂、金属压榨、开放浇注、模具铸造,为了指导和优化具有协同性能的所有组成细胞,我们就要充分运用高质量的铸造模具，因为，这决定了他们产品的整体效率和影响离子的性能。以前，有一些关于工作方面的的研究证据，其整体设计是通过复杂的机器进行仿真。例如, 宋荣荣2做了运动学仿真，为了了解各个类型的运动部件间的干扰，他运用了甘蔗收割机做了仿真实验，并且对小的行星球磨机进行了分析，主要包括机器移动、中移动、中强制。1.Flexsim仿真软件Flexsim(灵活的仿真)软件是一种

4、面向对象的仿真环境,为连续、离散事件或代理人系统开发的基础。它不仅可以用来建立模型的生产、储存、运输系统和模拟6,而且可以作为一个完整套房的开发工具来开发和编译仿真应用。Flexsim编译器是一种权力仿真应用,以允许用户完全开发新的仿真应用，包括独特的图形用户界面,物体的图书馆和菜单结构。Flexsim一个具有非常高效的仿真引擎，该引擎可同时运行仿真和模型视图（可视化），并且可以通过关闭模型视图来加速仿真的运行速度。仿真运行时，利用该引擎和伸缩脚本语言准许用户在仿真进行期间，改变模型的部分属性。对于任何利基环境,Flexsim都具有灵活性,方便使用,定制,3D图形,以及更多。 如果说一幅图能够

5、表达上千的文字，那么Flexsim的虚拟现实动画以及模型视图就表达了无限的容量。Flexsim能够利用包括最新的虚拟现实图形在内的所有PC上可用的图形。如果是扩展名为3DS、VRML、DXF和STL的3D立体图形文件的话，可以直接调到Flexsim模型中使用，而其他仿真软件中却没有这项功能。Flexsim的VR(虚拟现实浏览窗口) 放映装置允许用户调节光源、雾以及虚拟现实立体技术等场景元素，Flexsim的演示功能可以为模型提供艺术性表演。用Flexsim的AVI记录器能快速生成AVI文件,无论怎样的模型都能复制或记录在CD上，可紧急送给任何人观看。Flexsim能一次进行多套方案的仿真实验，

6、这些方案能自动进行，其结果存放在报告、图表里，这样我们可以非常方便地利用丰富的预定义和自定义的行为指示器（像用处、生产量、研制周期、费用等）来分析每一个情节。同时很容易的把结果输出到（像微软的Word、Excel等）大众应用软件里，利用ODBC（开放式数据库连接）和DDEC（动态数据交换连接）可以直接对数据库进行读写数据。Flexsim在其图书馆模型中提供了三种基本单位,即离散事件的静态、动态永久、永久实体单位和临时实体单位。静态实体代表的对象有永久固定位置,即机床、输送机、动态永久实体移动站的对象（像人员、机器人的对象）；临时实体是由模拟系统组成的；永久的实体可以连接所有的作业环节,形成流动

7、。因此,使用Flexsim模拟步骤描述问题,收集数据,建立系统模型等8。2.挤压铸造设备铸造是现代机械制造工业的基础工艺之一。铸造作为一种金属热加工工艺，在我国发展逐步成熟。铸造机械就是利用这种技术将金属熔炼成符合一定要求的液体并浇进铸型里，经冷却凝固、清整处理后得到有预定形状、尺寸和性能的铸件，并且能用到所有机械设备，又称铸造设备。相比之下,旧机床应用于挤压铸造生产设备,现代的挤压铸造是复杂的自动化程度高,由一群部件(包括喷雾装置、锁紧机制、喂养机器人注射机制、挤出机制、注射机制和取出机制)。图1提供了物理模型的挤压铸造设备。使用喷印打样润滑剂,以防止快速模具之间的热传导摩擦,而锁定机制则是

8、这个单元组的核心成分,可使模具压缩时接近我们想要得到结果,所以该锁紧力的重要性能参数非常重要。机器人需要定义温度料熔融金属从炉口进入打击单位在指定的速度通过勺子。注射机制推动熔融金属在射击单位以成型腔。采用挤压机制施加压力，在冷却过程中使高熔点的金属做好熔化的准备,如果不小心,直接导致它所用的盖子凝固成演员。在大多数的挤压铸造设备,喷射机理和挤出机制有着相同的设备驱动液压缸。这个应用程序因为欧氏压力、成型的铸造始终坚持模具，喷发的机制有助于退出驱动逐出模具,并等待拿出机器的发射，以放弃了设备到后期的处理。首先,一些初始化的设备必须结束,是为等待产品,如装配模具、配置运行参数。然后让设备部件工作

9、,根据上述工作流程中所述的完成。1-锁定机构，2-外卖机器人，3-喷雾装置，4-装载用机扑，5-熔炉，6-注射机制，7-挤出和注塑机制图1模型的挤压铸造设备3.使用Flexsim物流仿真如上所述,挤压铸造过程包括一系列的连续操作,如：喷涂改造融化金属，插入追加的单元,形成了物料流动生产。根据每个程序的功能,它是很容易找到大部分的功能特性和办法，来分享相同的物流系统。事实上,我们知道,为满足金属程序的加载和卸载,应拿出类似程序应用于喂食程序,只是取代金属铸造,金属则都可以通过注射和压缩处理细胞,其功能的关闭是储存的融化的金属。因此,挤压铸造过程可以被视为一种物流过程。因为所有的程序都实现了集成挤

10、压铸造,并且挤压铸造设备是一个离散的物流系统，所以，每个程序的挤压铸造都是一种物流活动，同时，这种物流也有它的时间效应和空间效应。时间渐渐的影响着融化金属，对于物流的演员们,根据理想时间参数,如压力持续时间,物流活动的最后关闭、喷涂、喂养金属等等,从而实现了空间效应的生产周期点,从炉中以提出金属模具,然后再寄给我们的模具加工。3.1模拟政策根据模拟步骤和分析以上的挤压铸造设备仿真系统,对Flexsim设备提出了如下观点：1)首先,重要的是去定义边界条件。在物流系统挤压铸造件的设备中,边界条件的定义是:过程和完成于一体的设备。挤压铸造和压力铸造虽然都是以液态金属为原料，但两者却有许多不同之处。首

11、先是液态金属注入型腔的方式不同，压力铸造时金属液是在极短时间内以高压高速的形式充填型腔，型腔内的气体往往不能及时排出，容易卷入金属液中使铸件内部产生气孔，这也是压铸件通常不能通过热处理来进一步提高其性能的原因。而挤压铸造金属液是通过浇注注入型腔内，上模缓慢下降平稳施压，气体大部分可以从模具间隙中排出，在制件中不易形成气孔。其次，两种工艺的压力传递方式也不同，压力铸造的金属液是靠浇注系统来传递压力，由于浇注轨道较长。且冷却快，凝固早，压力不能完全作用在铸件上直到结晶完毕，有的地方会形成缩孔，晶粒也较粗大。挤压铸造没有浇注系统，压力传递通过上模端面直接施加在金属液面上，金属液体始终在压力作用下结晶

12、凝固，流动成形，因而组织致密，晶粒细化。2)根据工作流量关系所得到的所有的物流节点的挤压铸造设备。一个程序是物流的一步, 这套程序给出的相应的组成单元的是经理人员制订物流的节点。而物流结点是整个物流系统或与结点相接物流的信息传递、收集、处理、发送的集中地，这种信息作用在现代物流系统中起着非常重要的作用，也是复杂物流储单元能联结成有机整体的重要保证。所以有八大物流节点在挤压铸造设备中,特别是打开和放开阀门是两种物流步骤分享相同的构件的锁定机构。针对缺陷,还多次提出改变浇注轨道的位置,使之尽量靠近缺陷部位,以强化浇注轨道的效果；同时用改变零件结构的措施,有效地避免了上述部位缩孔缺陷的发生,实现了利

13、用计算机数值模拟来改进工艺方案,达到提高产品质量、获得优质挤压铸件的目的。3)使所有的物流节点离散,得到了有关物流节点之间的关系和所有离散仿真实体，一个在同一时间保持所有属性的程序和相应的部件属于相关物流节点。这种模式里的关系非常相似，是挤压铸造设备的信用证,但仍有些差异存在。前者是在物流设备系统中的主体逻辑元素,围绕所有物流单元描述逻辑关系,而这些激光束的后者是物理部件挤压铸造设备，主要关注的是运动序列。在这里,喷雾治疗为一个整体,用来模拟全部物流节点。4)仿真实体分类成为永久性的实体和临时实体,在Flexsim所定的样式中，货物和金属喷雾的临时实体是永久的。在材料种类方面适用性较广，从理论

14、上讲可用于生产各种类型的合金，如铝合金、镁合金、锌合金、灰口铸铁、球墨铸铁、碳钢、不锈钢等。但比较而言，黑色金属挤压铸造的工艺难点较多，且由于受到模具材料的限制，在黑色金属方面的实际应用远没有在有色金属方面的应用广泛。挤压铸造适宜于一些形状复杂、且性能上又有一定要求的产品。因为形状复杂的工件采用一般模锻方法成形困难，即使能够成形成本也太高。如果采用常规铸造方法，则在产品的性能上又难以达到要求。对于某些特殊产品采用挤压铸造工艺，既能顺利成形，又能保证产品的性能要求。一般来讲，挤压铸造工件的壁厚不能太薄，否则在结晶和成形方面都会带来一些问题，甚至产生废品。5) 在图书馆中使用Flexsim代表所有

15、实体对象，而临时实体是该系统的输入，将他们转化为源,并具有不同的产品类型。永久实体包括静态和动态的永久，永久实体单位取决于他们的位置移动。细节描述了,那里是静态的永久的实体,SPDP是动态的永久的实体,TP则为临时实体。为了研究挤压铸造设备的部件协作性能，专门提出了一种运用Flexsim进行设备仿真的方法。首先介绍了Flexsim、挤压铸造设备及其工作流程；在此基础上分析了运用Flexsim对挤压铸造设备进行仿真的策略；将挤压铸造设备的生产过程视为一个物流过程，包含浇注、合模、充型、挤压等环节，将设备中完成对应工序的装置视为物流节点，根据其运行流程使用Flexsim 建立了仿真模型，并进行了实

16、例运行。该方法简单可行，模型变换配置性强；仿真结果揭示了挤压铸造设备的部件的协作状态，为进一步优化其性能提供了关键数据。6)建立仿真模型,并详细说明在Flexsim对象。如果两个相互联系的永久实体,没有自己的控制要求,最好是将它们整合到多处理器的艺术设计当中来减少对象。在构建计算机模型的过程中，首先构建小的测试模型来证明复杂部件的建模是合适的。一般建模过程是呈阶段性的，在进行下一阶段建模之前，验证本阶段的模型工作正常，在建模过程中运行和调试每一阶段的模型。不会直接将整个系统模型构建起来，然后点击“运行”按钮来进行系统的仿真。抽象模型有助于定义系统的重要部分，并可以引导为后续模型的详细化而进行的

17、数据收集活动。我们可能想对同一现实系统构建多个计算机模型，每个模型的抽象程度都不相同。7)构建模拟样品和运行模式。通过上面提到的仿真模型，观察了挤压铸造设备的生产流程,如建在Flexsim中的图2，一些实体的命名是由他们的程序来识别镀液中各实体。确认建立模型的可信度，现在还没有哪一种确认技术可以对模型的结果做出100%的确定，我们永远不可能证明模型的行为就是现实的真实行为。3.2模拟案例为了测试对仿真模型, 以秒为单位列出了模拟样品的过程参数通过仿真进行分析样品。依据映射，输入参数，例如所有对象的建立时间和过程时间。在此模拟样本，模拟持续时间设置为10000秒，运行速度为50。在运行仿真模型，

18、大量的可以帮助我们评估在挤压铸造设备的主要组件的状态静态数据可以被我们获得。关键是要筛选的数据根据你的目标。紧接的是组件和相关的后勤演出挤压铸造设备利用率等指标。图2挤压铸造设备的仿真模型可以衡量和一些改进应该被发现。图2仿真模型的挤压铸造设备4.结论本文用Flexsim的方法介绍了挤压铸造设备的应用。挤压铸造是一种新型的金属成形工艺，从兴起到发展已有半个多世纪的历史，随着理论和应用研究的不断完善和发展，其工艺优点越来越受到世人的注目，其在工业生产中的成功应用，显示了该技术具有良好的发展前景。为此，进一步加强这方面的理论和应用研究，学习国外的先进工艺和技术，对提高我国工业的生产水平和推动金属成形技术进步具有重大意义。在我们的方法中，需要考虑许多组成部分设备，生产挤压铸造整合则是物流过程，挤压铸造设备则是物流系统，每道工序则是物流活动。仿真政策的提出帮助挤压铸造设备转化为模拟的Flexsim。这是很容易操作，其仿真模型多变并且配置能力强。这样挤压铸造设备可以帮助我们了解所有组件的物流协同性能，然后改进它。