發(fā)布時間：2020-09-14 19:59

　　 中國制造業(yè)的飛速發(fā)展,促進了傳統(tǒng)沖壓技術(shù)的改造及先進沖壓技術(shù)的形成。傳統(tǒng)沖壓生產(chǎn)由于人工成本大、效率低和安全性差等原因,已經(jīng)不能滿足企業(yè)的生產(chǎn)需求,所以沖壓生產(chǎn)也開始引入機器人和自動化技術(shù)。由于沖壓零件的生產(chǎn)具有規(guī)�；�、個性化和批量化等特點,機器人在不同生產(chǎn)線上進行上下料操作,就會出現(xiàn)上下料精度差、軌跡多變等一系列問題。針對以上情況,本文需要設(shè)計一種特定構(gòu)型的六軸上下料機器人,深入研究其結(jié)構(gòu)設(shè)計、運動學(xué)、軌跡規(guī)劃和動力學(xué)等關(guān)鍵技術(shù),同時對軌跡控制實現(xiàn)模塊化處理。主要研究內(nèi)容包括:(1)通過分析傳統(tǒng)沖壓生產(chǎn)存在的問題,從效率、柔性和精度三方面對現(xiàn)有自動化沖壓生產(chǎn)線提出應(yīng)用需求,并且以鈑金機箱的加工流程為例,構(gòu)建出自動化沖壓生產(chǎn)線三維模型。(2)根據(jù)上下料機器人與沖床的位置關(guān)系,確定機器人的主要技術(shù)參數(shù),并對其主要傳動部件進行選型計算,設(shè)計出適合上下料動作的機器人結(jié)構(gòu);利用ANSYS Workbench對機器人的主要傳動部件進行有限元分析,確保剛度滿足要求的情況下優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計。(3)采用D-H法構(gòu)建上下料機器人的桿件坐標(biāo)系,完成運動學(xué)正逆解的理論推算;運用MATLAB機器人工具箱建立機器人參數(shù)模型,驗證D-H參數(shù)的正確性,并將實現(xiàn)運動學(xué)正逆解的程序保存成兩個運算模塊;根據(jù)運動學(xué)正解結(jié)果模擬出機器人的工作空間,分析機器人主要參數(shù)對工作空間的影響。(4)在笛卡爾坐標(biāo)空間完成軌跡規(guī)劃,得到各關(guān)節(jié)角度的離散數(shù)據(jù);采用五次多項式插值法將各關(guān)節(jié)角度離散點擬合成驅(qū)動函數(shù),同時將實現(xiàn)上下料軌跡的程序單獨保存;調(diào)用運動學(xué)正逆解模塊和軌跡模塊,在MATLAB/Simulink中搭建軌跡仿真平臺進行實驗,分析實驗結(jié)果對上下料機器人運動平穩(wěn)性的影響;將各關(guān)節(jié)驅(qū)動函數(shù)導(dǎo)入ADAMS中對機器人虛擬樣機進行可視化軌跡仿真,驗證軌跡的合理性。(5)基于牛頓—歐拉方程法進行動力學(xué)基礎(chǔ)分析,在SimMechanics模塊中搭建動力學(xué)計算平臺,從而得到各關(guān)節(jié)驅(qū)動力矩的變化曲線,以此校核上下料機器人關(guān)節(jié)處主要傳動部件的型號是否滿足要求;在MATLAB/GUI模塊中設(shè)計上下料機器人的仿真控制界面,以此控制和顯示運動學(xué)、上下料軌跡以及動力學(xué)的仿真結(jié)果。研究表明,通過上下料軌跡控制的模塊化處理,滿足了自動化沖壓生產(chǎn)線對軌跡的要求,在沖壓生產(chǎn)中具有推廣應(yīng)用的價值。
【學(xué)位單位】：陜西科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TG385.9
【部分圖文】：

沖床設(shè)備上的板材、管材和型材等原料施加作用定造型、大小和功能的產(chǎn)品[1]。沖壓成型作為最、高利用率、加工速度快、成型制品環(huán)保節(jié)能、度高、互換性好、質(zhì)量輕、剛度好等特點用于加應(yīng)用在汽車、航空儀表、電子元器件和軍工及生式，每次獲取完整的生產(chǎn)動作時，不僅需要完成地重復(fù)作業(yè)[4]。鑒于操作時危險因素的存在，歐業(yè)機器人來替代人工勞動。傳統(tǒng)人工上下料的操，因此通過引進高科技制造技術(shù)構(gòu)成柔性制造單成型制造技術(shù)向智能化方向更好地發(fā)展，部分代化生產(chǎn)模式不僅可以有效地節(jié)省成本和提高趨于自動化，同時降低操作危險因素，實現(xiàn)生產(chǎn)

陜西科技大學(xué)碩士學(xué)位論文分為通用性、專用型；按幾何結(jié)構(gòu)分為直角坐標(biāo)型、圓型、平面關(guān)節(jié)型；按移動方式分為固定類、移動類[9]。出的機器人，其智能化、模塊化和系統(tǒng)集成化等技術(shù)已視覺感知能力的機器人也開始涌入市場，可以快速實現(xiàn)制技術(shù)和計算機技術(shù)運用到?jīng)_壓設(shè)備上，把過去單臺沖動化生產(chǎn)，在每兩臺沖床設(shè)備之間搭配一臺機器人使用入，又可以大幅提高生產(chǎn)效率，使智能化成型技術(shù)走在線的核心是工件的上下料系統(tǒng)，其中包括上下料、工件大環(huán)節(jié)，主要的傳送設(shè)備就是連續(xù)沖壓自動上下料機

插補等軌跡規(guī)劃算法，對比分析得出各種算法的優(yōu)缺點[24]。李東潔研究了使機器人運軌跡平滑且工作時間最優(yōu)，在考慮各關(guān)節(jié)速度、加速度和加速度變化約束的基礎(chǔ)上，機器人在關(guān)節(jié)空間中進行軌跡規(guī)劃。采用遺傳算法在 ADAMS 中進行機器人運動學(xué)仿，其結(jié)果表明該方法既能保證工作時間最優(yōu)，又可使機器人的軌跡平滑[25]。.2.2 國外研究現(xiàn)狀隨著計算機技術(shù)與自動化技術(shù)的不斷發(fā)展，沖壓自動化技術(shù)也在探索中不斷發(fā)展與步，將智能化設(shè)備與技術(shù)應(yīng)用到自動化沖壓生產(chǎn)線中，如德國福伊特公司開發(fā)的00KN 的伺服液壓機，具有柔性高、結(jié)構(gòu)緊湊、節(jié)能降噪、生產(chǎn)效率高等特點[26]。新的壓模具集成系統(tǒng)的開發(fā)可以節(jié)省時間，提高生產(chǎn)效率，傳統(tǒng)的沖壓生產(chǎn)必定會被自動生產(chǎn)所替代[27]。就目前國際上工業(yè)自動化發(fā)展的狀況來看，美國、日本和德國在工業(yè)機器人方面實雄厚，處于自動化生產(chǎn)領(lǐng)先地位，工業(yè)機器人被廣泛應(yīng)用于各大生產(chǎn)線和加工制造車，極大地提高了生產(chǎn)效率。國外的機器人技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，由此產(chǎn)生出一批質(zhì)量好重復(fù)定位精度高的工業(yè)機器人企業(yè)，其中包括瑞典的ABB，日本的安川、松下、FANUC國的 KUKA，美國的 Adept Technology 等諸多知名公司[28]。

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 苑丹丹;鄧三鵬;王仲民;;基于蒙特卡洛法的模塊化機器人工作空間分析[J];機床與液壓;2017年11期

2 沈東東;陳q諤

本文編號：2818587