基于機(jī)器人操作的沖壓自動(dòng)化生產(chǎn)線虛擬仿真研究.pdf

1、虛擬樣機(jī)技術(shù)作為一種新技術(shù)，在制造領(lǐng)域的地位越來越重要，也在我國取得了一定的成就。虛擬樣機(jī)結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)，能夠提前發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)誤差，也能完成人無法完成的某些試驗(yàn)。這種技術(shù)符合現(xiàn)代提倡的綠色制造概念，也能在很大程度上為企業(yè)節(jié)省資金，縮短開發(fā)周期。本文主要結(jié)合模態(tài)分析基礎(chǔ)理論、有限元分析理論、虛擬樣機(jī)理論基礎(chǔ)、機(jī)器人D-H建模理論和機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)分析理論實(shí)現(xiàn)沖壓生產(chǎn)線的優(yōu)化。
　　具體研究內(nèi)容如下:
　　(1)利用有限元分析軟件A

2、NSYS來研究沖壓自動(dòng)化生產(chǎn)線的零部件的結(jié)構(gòu)特性。將曲柄轉(zhuǎn)角0°～180°范圍內(nèi)每隔10°取一組數(shù)據(jù)進(jìn)行研究，總共18組數(shù)據(jù)。通過壓機(jī)機(jī)身的靜力學(xué)分析可知機(jī)身的強(qiáng)度符合工程要求。通過壓機(jī)機(jī)身的模態(tài)分析得到壓機(jī)機(jī)身在轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)一周內(nèi)的固有頻率曲線和陣型，結(jié)果顯示從第10階開始壓機(jī)機(jī)身的固有頻率曲線顯現(xiàn)一定的規(guī)律性，且隨著階數(shù)的增加相鄰階數(shù)間的頻率差值越來越小。因此，1～10階固有頻率對壓機(jī)機(jī)身的振動(dòng)特性影響較大，在工作狀態(tài)下應(yīng)該避免1～10

3、階的頻率范圍，防止共振產(chǎn)生大的危害。
　　(2)為了提高沖壓生產(chǎn)線的生產(chǎn)節(jié)拍提出一種較好的壓機(jī)與機(jī)器人運(yùn)動(dòng)協(xié)同新方法，該方法結(jié)合模態(tài)分析的結(jié)果和壓機(jī)與機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)動(dòng)作有效的減少機(jī)器人的等待時(shí)間。而且為了評定該方法下得出的不同方案的優(yōu)劣性，提出了三種運(yùn)動(dòng)協(xié)同方案評價(jià)指標(biāo)。
　　(3)為了建立完整的沖壓生產(chǎn)線虛擬樣機(jī)系統(tǒng)，憑借Pro/E完成沖壓生產(chǎn)線壓機(jī)和機(jī)器人的三維造型、虛擬裝配和靜態(tài)干涉檢查，通過ADAMS軟件完成沖壓生產(chǎn)線

4、的虛擬建模及動(dòng)態(tài)干涉檢查，利用傳感器和測量工具完成沖壓生產(chǎn)線上的雙料檢測系統(tǒng)、機(jī)器人工作空間控制系統(tǒng)和抓料重量控制系統(tǒng)等的虛擬仿真工作，真實(shí)的模擬沖壓生產(chǎn)線正常工作下的基本組成功能。
　　(4)為了優(yōu)化沖壓生產(chǎn)線，利用運(yùn)動(dòng)協(xié)同新方法來規(guī)劃軌跡，憑借ADAMS軟件完成機(jī)器人軌跡正解和逆解。通過ADAMS和MATLAB聯(lián)合仿真功能補(bǔ)償軌跡誤差，實(shí)時(shí)跟蹤和反饋軌跡誤差，將誤差控制在最小0.001范圍內(nèi)。
　　本課題對沖壓生產(chǎn)線的虛