高速沖壓生產(chǎn)線的工作效率嚴(yán)重制約著汽車外覆蓋件的生產(chǎn)效率。連續(xù)、高效的上下料系統(tǒng)是沖壓生產(chǎn)線高速運行的重要保障。研究送料機械手的運動學(xué)、動力學(xué)和沖壓生產(chǎn)線送料仿真系統(tǒng),對提高沖壓生產(chǎn)線的生產(chǎn)節(jié)拍、降低抖動、提高送料系統(tǒng)的運行壽命具有重要的作用。在對應(yīng)用于高速沖壓生產(chǎn)線冗余機械臂姿態(tài)規(guī)劃和軌跡優(yōu)化分析過程中,本文兼顧上下料效率與運行軌跡的平穩(wěn)性,基于旋量理論建立運動學(xué)模型,得到正運動學(xué)方程。運用五次B樣條插值方法對運行軌跡進行初步規(guī)劃,結(jié)合遺傳算法,以冗余機械臂的加加速度為目標(biāo)函數(shù)對運行軌跡進行優(yōu)化,得出冗余關(guān)節(jié)的運行軌跡,然后采用多項式方法對其余關(guān)節(jié)進行逆運動學(xué)求解,得到所有關(guān)節(jié)的運行軌跡、速度、加速度。研究結(jié)果表明,該方案可有效提高上下料效率,保證冗余機械臂的上下料過程運行平穩(wěn)。結(jié)合幾何特征,采用凱恩方程對單臂動力學(xué)進行數(shù)學(xué)建模。使用Solidworks對單臂進行三維建模,結(jié)合運動學(xué)求出各關(guān)節(jié)的運行軌跡,一起導(dǎo)入ADAMS軟件中對單臂進行動力學(xué)仿真,得到各關(guān)節(jié)運行扭矩和末端執(zhí)行器的運行軌跡,仿真結(jié)果表明:在保證運行效率的基礎(chǔ)上,各關(guān)節(jié)扭矩均穩(wěn)定在安全的范圍之內(nèi)。根據(jù)沖壓生產(chǎn)線各單臂運... 

【文章來源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級別】：碩士

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圖１－１?２０１０－２０１８國內(nèi)汽車產(chǎn)銷量及增長率??如圖１－１所示，２０１０年國內(nèi)汽車銷量為１８０４萬輛，２０１７年銷量達到了?２８８８??

能夠應(yīng)用于各行各業(yè)，汽車行業(yè)需求旺盛仍然是工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)強勢??增長的主要推動力量�，F(xiàn)如今，從原材料到人工成本都在逐年增加，同行業(yè)的競??爭愈加激烈，利潤空間逐漸萎縮，采用工業(yè)機器人逐步代替復(fù)雜的、重復(fù)性的人??力工作已經(jīng)成為全球的發(fā)展趨勢。??２０ＵＷ０１８汽車產(chǎn)銷．爾：（單位：萬輛）??３＾００?０．？??ｙｉｔｉ�。椋欤欤�！??２０１０?２０１１?２０１２?２０１３?２０１４?２０１５?２０１６?２０１７?２０１８??＿汽聾產(chǎn)置?＿汽聾梢疆?產(chǎn)■壜長康??Ｗ１Ｉ壜長＊??圖１－１?２０１０－２０１８國內(nèi)汽車產(chǎn)銷量及增長率??如圖１－１所示，２０１０年國內(nèi)汽車銷量為１８０４萬輛，２０１７年銷量達到了?２８８８??萬輛，基本達到每年５％的增長速率。盡管２０１８年國內(nèi)的汽車銷量有所下滑，但??仍然超過了?２８００萬輛。經(jīng)過多年的發(fā)展，中國現(xiàn)在已經(jīng)成為世界上域大的汽車??消費市常強大的汽車需求帶動諸如工業(yè)機器人行業(yè)、鋼鐵行業(yè)、石油化工、金??融、保險等行業(yè)的發(fā)展。??世羿主Ｓ地區(qū)工業(yè)機翳人安裝數(shù)量（單位：萬臺）?２０丨味世界工業(yè)機鷗人市場最大的丨５個Ｂ事和地Ｂ?（？位？萬金）??３０?ｎ?？？?．？?？？：．！工??ＬｌｌｌｌｕｌＬＬ?９??２００８?２００９?２０１０?２０１１?２０１２?２０１３?２０１４?２０１５?２０１６?２０１７?２０１８??大嫌洲■歐Ｍ?■?ｆｔＭ?????（ａ）?（ｂ）??圖１－２世界主要地區(qū)工業(yè)機器人安裝數(shù)量??汽車的生產(chǎn)制造過程包括沖壓、焊接、涂裝、總裝四種核心工藝，其中沖壓??１??

??山東大學(xué)碩士學(xué)位論￥???工藝對加工汽車大型覆蓋件等結(jié)構(gòu)復(fù)雜、尺寸較大的薄壁工件加工有著獨特的優(yōu)??點［１］。改善提高沖壓工藝和技術(shù)能夠顯著提高汽車的產(chǎn)量和質(zhì)量。沖壓系統(tǒng)不僅??在汽車行業(yè)發(fā)揮著巨大的作用，在航空航天、機械電子、交通運輸、家用電器等??行業(yè)也起到舉足輕重的作用［２３。工業(yè)機器人是新型沖壓系統(tǒng)最主要的組件之一，??其性能直接決定著沖壓系統(tǒng)的生產(chǎn)效率。圖１．２（ａ）表明，２００８－２０１８年亞洲、大??洋洲、歐洲、美洲這些汽車行業(yè)發(fā)達的地區(qū)，對工業(yè)機器人的需求量也是逐年上??升。從圖１．２（ｂ）可以看出，中國是世界上工業(yè)機器人需求最大的國家，這與制造??業(yè)的高速發(fā)展密切相關(guān)。對比兩幅圖可以看出，中國已經(jīng)逐步從制造向“智造”??轉(zhuǎn)變，未來世界各國對工業(yè)機器人的需求也會日益增多。??沖壓工藝作為傳統(tǒng)的金屬加工工藝之一，具有互換性強、可靠性高、操作方??便等優(yōu)勢，發(fā)展前景廣闊，并且隨著時代的發(fā)展，對其提出了更為嚴(yán)格的要求［３］。??各車企為順應(yīng)逐年增長的汽車市場需求，需要不斷提高生產(chǎn)效率搶占市常汽車??車身大約６０％的金屬部件是由沖壓工藝完成，因此，沖壓工藝的效率直接決定了??汽車的生產(chǎn)效率。針對以上汽車行業(yè)的分析，需要生產(chǎn)更多的汽車覆蓋件來提高??汽車的產(chǎn)量，可以通過改進沖壓生產(chǎn)線來滿足需求：一種方法是沖壓生產(chǎn)線的總??量不變，通過提高生產(chǎn)節(jié)拍來提高生產(chǎn)效率；另一種方法是通過大量增加沖壓生??產(chǎn)線來緩解當(dāng)前產(chǎn)能不足的壓力，進而增加汽車的產(chǎn)量［４］。??２０１０￣２０１８制造業(yè)每１００００名工人分配的工業(yè)機器人數(shù)墾?單位：臺）?２００８－２０１８中國工業(yè)機器人安裝數(shù)里（單位：萬臺）??１６０?１４?


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