基于虚拟样机技术精密装配系统的设计

发布时间：2016-12-08 14:17

  本文关键词：基于虚拟样机技术精密装配系统的设计，，由笔耕文化传播整理发布。

《大连理工大学》 2013年

基于虚拟样机技术精密装配系统的设计

谭德波  

【摘要】：目前,在精密装配领域大都采用手工作业方式。由于手工作业合格率低、一致性差、劳动强度大并受人为因素影响较大,因此本论文致力于研发一套精密装配系统用于环片的叠装。但是现阶段精密自动装配系统的开发大多采用传统的顺序开发方式,在这种方式中,机械设计、电气设计和控制设计串行进行。由于控制设计处于设计的最末端,控制工程师必须根据已搭建的机械结构进行控制设计,有时为了达到最优的控制设计还要更改机械结构。为了避免以上情况的产生,本论文利用虚拟样机技术开发用于环片叠装的精密装配系统。 分析了精密装配系统的装配功能和精度需求,在SolidWorks中利用Motion为精密装配系统的机械模型添加驱动系统运行的驱动马达,形成精密装配系统的机械运动模型。研究了精密装配虚拟样机的控制系统,在LabVIEW中利用SoftMotion编写了虚拟样机的控制程序,并根据系统的功能采用模块化设计把虚拟样机的控制系统分为系统调试、系统设置、叠装作业和取出作业4个模块。在精密装配虚拟样机的运动模型和控制系统搭建完毕后,利用LabVIEW和SolidWorks的联合仿真技术,仿真了精密装配系统的运行。在仿真过程中,操作控制程序,虚拟样机的机械模型就会根据控制程序运行。在仿真过程中,可以模拟控制软件的操作,观察机械系统的运行以及检测系统的干涉。根据仿真结果优化机械设计和控制设计,并把优化后的设计复用到真实的物理样机中。 根据精密装配系统的虚拟压样机搭建物理样机,实现环片叠装的自动化。首先根据虚拟样机的机械模型搭建物理样机的机械结构,并根据系统的精度选用合适的机械元件。其次根据系统的需求搭建计算机控制模块,实现机械结构与控制程序的连接。计算机控制模块以工控机为核心,以运动控制卡、数据采集卡和继电器控制卡为链接。然后利用程序封装技术把虚拟样机的运动程序转化为物理样机的运动程序,并根据系统的需求增加数据采集功能和继电器控制功能,形成物理样机的控制程序。最后对搭建好的物理样机进行测调实验,并利用调试好的物理样机进行环片叠装实验。实验结果表明,利用虚拟样机开发的精密装配系统满足叠装要求。 利用虚拟样机技术开发精密装配系统的整个过程表明,虚拟样机技术可以加快虚拟样机到物理样机的无风险转化,缩短设计周期,降低设计风险。

【关键词】：
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TP391.9;TG95
【目录】：

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