本文關(guān)鍵詞：鋁合金型材沖裁自動(dòng)線關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)與研究

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【摘要】：基于某沖壓企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)際需求,在企業(yè)原有設(shè)備的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)一套自動(dòng)沖壓生產(chǎn)系統(tǒng),對(duì)其中的沖壓機(jī)械手和模具等關(guān)鍵部件進(jìn)行開(kāi)發(fā)�；诠に嚪治鐾瓿蓻_裁自動(dòng)線關(guān)鍵部件的方案設(shè)計(jì),根據(jù)沖裁過(guò)程的工藝參數(shù)優(yōu)化結(jié)果,完成模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),通過(guò)尺度綜合模型的優(yōu)化求解確定機(jī)械手的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)。考慮多約束條件下,利用參數(shù)化修正梯形運(yùn)動(dòng)規(guī)律完成機(jī)械手典型軌跡規(guī)劃,最后通過(guò)仿真完成了機(jī)械手理論模型的驗(yàn)證及模態(tài)實(shí)驗(yàn)分析。本文的主要研究成果如下:(1)完成了自動(dòng)沖壓線動(dòng)作流程的描述及關(guān)鍵部件的開(kāi)發(fā),通過(guò)對(duì)生產(chǎn)節(jié)拍的預(yù)估,自動(dòng)沖壓生產(chǎn)系統(tǒng)相比手工作業(yè)方式生產(chǎn)效率提高了兩倍以上。(2)通過(guò)Deform仿真和試驗(yàn)設(shè)計(jì)相結(jié)合的方法,分析出沖裁間隙、臺(tái)階高度和臺(tái)階寬度對(duì)斷面質(zhì)量有顯著性影響。通過(guò)響應(yīng)面法建立了斷面質(zhì)量的預(yù)測(cè)模型,結(jié)合遺傳算法完成了預(yù)測(cè)模型的修正和工藝參數(shù)的確定,根據(jù)工藝參數(shù)優(yōu)化結(jié)果完成了模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。結(jié)果表明修正后的模型對(duì)斷面質(zhì)量的預(yù)測(cè)具有較高的精度,臺(tái)階凸模可較大幅度提高光潔率,而對(duì)塌角率和沖裁功影響不大。(3)建立機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)學(xué)正解和運(yùn)動(dòng)學(xué)反解模型;以雅克比矩陣代數(shù)特征作為運(yùn)動(dòng)學(xué)評(píng)價(jià)指標(biāo),基于剛體動(dòng)力學(xué)模型,提出慣性項(xiàng)、耦合項(xiàng)和電機(jī)全域極限力矩作為動(dòng)力學(xué)評(píng)價(jià)指標(biāo);以機(jī)械手的關(guān)鍵參數(shù)為設(shè)計(jì)變量,工作空間和剛度作為約束條件,建立機(jī)械手的尺度綜合優(yōu)化模型;借助非支配排序遺傳算法完成機(jī)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化。優(yōu)化后機(jī)械手的各向同性、非線性及力矩指標(biāo)有明顯改善。(4)考慮電機(jī)速度和加速度約束,提出參數(shù)化修正梯形的軌跡規(guī)劃算法,該算法在考慮電機(jī)約束條件下,可實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的平滑軌跡規(guī)劃。利用上述算法完成了機(jī)械手的典型軌跡規(guī)劃,規(guī)劃結(jié)果表明該算法能充分發(fā)揮電機(jī)的性能,縮短機(jī)械手的運(yùn)行時(shí)間。(5)利用有限元軟件(Ansys)和ADAMS完成了機(jī)械手的動(dòng)、靜態(tài)特性分析。靜力學(xué)分析表明機(jī)械手的位移、應(yīng)力和應(yīng)變符合要求,剛體動(dòng)力學(xué)分析結(jié)果與理論模型分析結(jié)果一致,剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)分析確定了機(jī)械手的固有頻率。
【關(guān)鍵詞】：沖壓自動(dòng)線 模具設(shè)計(jì) 機(jī)械手 動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì) 軌跡規(guī)劃
【學(xué)位授予單位】：江西理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG389
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 課題來(lái)源、背景和意義10-11
• 1.1.1 課題來(lái)源10
• 1.1.2 課題背景和意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-16
• 1.2.1 自動(dòng)沖壓生產(chǎn)線的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.2 機(jī)械手國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 主要研究?jī)?nèi)容16-18
• 第二章 沖壓自動(dòng)線關(guān)鍵部件的方案設(shè)計(jì)18-27
• 2.1 引言18
• 2.2 沖壓件工藝分析18-19
• 2.3 沖壓線動(dòng)作流程描述及節(jié)拍預(yù)估19-23
• 2.3.1 沖壓線動(dòng)作流程描述19-21
• 2.3.2 生產(chǎn)節(jié)拍預(yù)估21-23
• 2.4 關(guān)鍵部件的方案設(shè)計(jì)23-26
• 2.4.1 機(jī)械手本體機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)23-25
• 2.4.2 對(duì)中落料平臺(tái)方案設(shè)計(jì)25
• 2.4.3 沖裁模具方案設(shè)計(jì)25-26
• 2.5 本章小結(jié)26-27
• 第三章 沖裁過(guò)程的工藝參數(shù)分析及模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)27-45
• 3.1 引言27
• 3.2 沖裁過(guò)程模擬的關(guān)鍵技術(shù)27-28
• 3.2.1 網(wǎng)格劃分及重劃技術(shù)27-28
• 3.2.2 斷裂問(wèn)題處理技術(shù)28
• 3.3 仿真模型的建立及斷裂閥值的確定28-30
• 3.4 部分因子試驗(yàn)設(shè)計(jì)30-33
• 3.5 Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)與響應(yīng)曲面分析33-40
• 3.5.1 Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)33-34
• 3.5.2 響應(yīng)曲面分析34-40
• 3.6 基于遺傳算法的多目標(biāo)優(yōu)化40-43
• 3.7 基于Solidworks的沖裁模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)43-44
• 3.7.1 凸凹模刃口尺寸計(jì)算43
• 3.7.2 沖裁模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)43-44
• 3.8 本章小結(jié)44-45
• 第四章 機(jī)械手剛體動(dòng)力學(xué)分析與尺度綜合45-69
• 4.1 引言45
• 4.2 機(jī)械手運(yùn)動(dòng)學(xué)分析及性能評(píng)價(jià)指標(biāo)45-50
• 4.2.1 機(jī)械手運(yùn)動(dòng)學(xué)模型及評(píng)價(jià)指標(biāo)45-46
• 4.2.2 機(jī)械手運(yùn)動(dòng)學(xué)評(píng)價(jià)指標(biāo)46-50
• 4.3 機(jī)械手工作空間分析50-54
• 4.4 考慮關(guān)節(jié)柔性的剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)建模及性能評(píng)價(jià)指標(biāo)54-61
• 4.4.1 關(guān)節(jié)的動(dòng)力學(xué)模型54-55
• 4.4.2 機(jī)械手的剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)模型55-59
• 4.4.3 動(dòng)力學(xué)性能指標(biāo)59-61
• 4.5 機(jī)械手尺度綜合61-68
• 4.5.1 性能評(píng)價(jià)指標(biāo)62-63
• 4.5.2 設(shè)計(jì)變量63
• 4.5.3 約束條件63-65
• 4.5.4 建立優(yōu)化模型65
• 4.5.5 模型優(yōu)化求解65-68
• 4.6 本章小結(jié)68-69
• 第五章 機(jī)械手電機(jī)參數(shù)校核及軌跡規(guī)劃69-80
• 5.1 引言69
• 5.2 電機(jī)參數(shù)校核69-71
• 5.2.1 關(guān)節(jié)電機(jī)參數(shù)校核69
• 5.2.2 滾珠絲杠副電機(jī)參數(shù)校核69-71
• 5.3 運(yùn)動(dòng)規(guī)律的特性指標(biāo)分析與比較71-73
• 5.4 路徑規(guī)劃73-79
• 5.4.1 速度、加速度限制條件73-75
• 5.4.2 參數(shù)化修正梯形運(yùn)動(dòng)規(guī)律75-77
• 5.4.3 優(yōu)化問(wèn)題描述77-79
• 5.5 本章小結(jié)79-80
• 第六章 機(jī)械手動(dòng)靜態(tài)特性預(yù)估80-87
• 6.1 引言80
• 6.2 機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)仿真80-81
• 6.3 靜剛度分析81-83
• 6.4 模態(tài)及諧響應(yīng)分析83-86
• 6.4.1 模態(tài)分析83-85
• 6.4.2 諧響應(yīng)分析85-86
• 6.5 本章小節(jié)86-87
• 第七章 結(jié)論與展望87-89
• 7.1 本文結(jié)論87-88
• 7.2 工作展望88-89
• 參考文獻(xiàn)89-93
• 致謝93-94
• 攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果94-95

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