本文關鍵詞：鋁合金型材沖裁自動線關鍵部件的設計與研究

  更多相關文章： 沖壓自動線 模具設計 機械手 動態(tài)設計 軌跡規(guī)劃

【摘要】：基于某沖壓企業(yè)的生產(chǎn)實際需求,在企業(yè)原有設備的基礎上開發(fā)一套自動沖壓生產(chǎn)系統(tǒng),對其中的沖壓機械手和模具等關鍵部件進行開發(fā)�；诠に嚪治鐾瓿蓻_裁自動線關鍵部件的方案設計,根據(jù)沖裁過程的工藝參數(shù)優(yōu)化結果,完成模具結構設計,通過尺度綜合模型的優(yōu)化求解確定機械手的關鍵技術參數(shù)。考慮多約束條件下,利用參數(shù)化修正梯形運動規(guī)律完成機械手典型軌跡規(guī)劃,最后通過仿真完成了機械手理論模型的驗證及模態(tài)實驗分析。本文的主要研究成果如下:(1)完成了自動沖壓線動作流程的描述及關鍵部件的開發(fā),通過對生產(chǎn)節(jié)拍的預估,自動沖壓生產(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Deform仿真和試驗設計相結合的方法,分析出沖裁間隙、臺階高度和臺階寬度對斷面質量有顯著性影響。通過響應面法建立了斷面質量的預測模型,結合遺傳算法完成了預測模型的修正和工藝參數(shù)的確定,根據(jù)工藝參數(shù)優(yōu)化結果完成了模具結構設計。結果表明修正后的模型對斷面質量的預測具有較高的精度,臺階凸�？奢^大幅度提高光潔率,而對塌角率和沖裁功影響不大。(3)建立機械手的運動學正解和運動學反解模型;以雅克比矩陣代數(shù)特征作為運動學評價指標,基于剛體動力學模型,提出慣性項、耦合項和電機全域極限力矩作為動力學評價指標;以機械手的關鍵參數(shù)為設計變量,工作空間和剛度作為約束條件,建立機械手的尺度綜合優(yōu)化模型;借助非支配排序遺傳算法完成機構參數(shù)優(yōu)化。優(yōu)化后機械手的各向同性、非線性及力矩指標有明顯改善。(4)考慮電機速度和加速度約束,提出參數(shù)化修正梯形的軌跡規(guī)劃算法,該算法在考慮電機約束條件下,可實現(xiàn)機械手的平滑軌跡規(guī)劃。利用上述算法完成了機械手的典型軌跡規(guī)劃,規(guī)劃結果表明該算法能充分發(fā)揮電機的性能,縮短機械手的運行時間。(5)利用有限元軟件(Ansys)和ADAMS完成了機械手的動、靜態(tài)特性分析。靜力學分析表明機械手的位移、應力和應變符合要求,剛體動力學分析結果與理論模型分析結果一致,剛柔耦合動力學分析確定了機械手的固有頻率。
【關鍵詞】：沖壓自動線 模具設計 機械手 動態(tài)設計 軌跡規(guī)劃
【學位授予單位】：江西理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG389
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 課題來源、背景和意義10-11
• 1.1.1 課題來源10
• 1.1.2 課題背景和意義10-11
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀11-16
• 1.2.1 自動沖壓生產(chǎn)線的國內外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.2 機械手國內外研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 主要研究內容16-18
• 第二章 沖壓自動線關鍵部件的方案設計18-27
• 2.1 引言18
• 2.2 沖壓件工藝分析18-19
• 2.3 沖壓線動作流程描述及節(jié)拍預估19-23
• 2.3.1 沖壓線動作流程描述19-21
• 2.3.2 生產(chǎn)節(jié)拍預估21-23
• 2.4 關鍵部件的方案設計23-26
• 2.4.1 機械手本體機構方案設計23-25
• 2.4.2 對中落料平臺方案設計25
• 2.4.3 沖裁模具方案設計25-26
• 2.5 本章小結26-27
• 第三章 沖裁過程的工藝參數(shù)分析及模具結構設計27-45
• 3.1 引言27
• 3.2 沖裁過程模擬的關鍵技術27-28
• 3.2.1 網(wǎng)格劃分及重劃技術27-28
• 3.2.2 斷裂問題處理技術28
• 3.3 仿真模型的建立及斷裂閥值的確定28-30
• 3.4 部分因子試驗設計30-33
• 3.5 Box-Behnken試驗設計與響應曲面分析33-40
• 3.5.1 Box-Behnken試驗設計33-34
• 3.5.2 響應曲面分析34-40
• 3.6 基于遺傳算法的多目標優(yōu)化40-43
• 3.7 基于Solidworks的沖裁模具結構設計43-44
• 3.7.1 凸凹模刃口尺寸計算43
• 3.7.2 沖裁模具結構設計43-44
• 3.8 本章小結44-45
• 第四章 機械手剛體動力學分析與尺度綜合45-69
• 4.1 引言45
• 4.2 機械手運動學分析及性能評價指標45-50
• 4.2.1 機械手運動學模型及評價指標45-46
• 4.2.2 機械手運動學評價指標46-50
• 4.3 機械手工作空間分析50-54
• 4.4 考慮關節(jié)柔性的剛柔耦合動力學建模及性能評價指標54-61
• 4.4.1 關節(jié)的動力學模型54-55
• 4.4.2 機械手的剛柔耦合動力學模型55-59
• 4.4.3 動力學性能指標59-61
• 4.5 機械手尺度綜合61-68
• 4.5.1 性能評價指標62-63
• 4.5.2 設計變量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68-69
• 第五章 機械手電機參數(shù)校核及軌跡規(guī)劃69-80
• 5.1 引言69
• 5.2 電機參數(shù)校核69-71
• 5.2.1 關節(jié)電機參數(shù)校核69
• 5.2.2 滾珠絲杠副電機參數(shù)校核69-71
• 5.3 運動規(guī)律的特性指標分析與比較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)化修正梯形運動規(guī)律75-77
• 5.4.3 優(yōu)化問題描述77-79
• 5.5 本章小結79-80
• 第六章 機械手動靜態(tài)特性預估80-87
• 6.1 引言80
• 6.2 機械手的運動學及動力學仿真80-81
• 6.3 靜剛度分析81-83
• 6.4 模態(tài)及諧響應分析83-86
• 6.4.1 模態(tài)分析83-85
• 6.4.2 諧響應分析85-86
• 6.5 本章小節(jié)86-87
• 第七章 結論與展望87-89
• 7.1 本文結論87-88
• 7.2 工作展望88-89
• 參考文獻89-93
• 致謝93-94
• 攻讀碩士學位期間的研究成果94-95

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本文編號：881809