汽车外覆盖件冲压生产线上下料系统的仿真与优化
发布时间：2021-01-25 22:32
高速冲压生产线的工作效率严重制约着汽车外覆盖件的生产效率。连续、高效的上下料系统是冲压生产线高速运行的重要保障。研究送料机械手的运动学、动力学和冲压生产线送料仿真系统,对提高冲压生产线的生产节拍、降低抖动、提高送料系统的运行寿命具有重要的作用。在对应用于高速冲压生产线冗余机械臂姿态规划和轨迹优化分析过程中,本文兼顾上下料效率与运行轨迹的平稳性,基于旋量理论建立运动学模型,得到正运动学方程。运用五次B样条插值方法对运行轨迹进行初步规划,结合遗传算法,以冗余机械臂的加加速度为目标函数对运行轨迹进行优化,得出冗余关节的运行轨迹,然后采用多项式方法对其余关节进行逆运动学求解,得到所有关节的运行轨迹、速度、加速度。研究结果表明,该方案可有效提高上下料效率,保证冗余机械臂的上下料过程运行平稳。结合几何特征,采用凯恩方程对单臂动力学进行数学建模。使用Solidworks对单臂进行三维建模,结合运动学求出各关节的运行轨迹,一起导入ADAMS软件中对单臂进行动力学仿真,得到各关节运行扭矩和末端执行器的运行轨迹,仿真结果表明:在保证运行效率的基础上,各关节扭矩均稳定在安全的范围之内。根据冲压生产线各单臂运...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：103 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１?２０１０－２０１８国内汽车产销量及增长率??如图１－１所示，２０１０年国内汽车销量为１８０４万辆，２０１７年销量达到了?２８８８??
能够应用于各行各业，汽车行业需求旺盛仍然是工业机器人产业强势??增长的主要推动力量。现如今，从原材料到人工成本都在逐年增加，同行业的竞??争愈加激烈，利润空间逐渐萎缩，采用工业机器人逐步代替复杂的、重复性的人??力工作已经成为全球的发展趋势。??２０ＵＷ０１８汽车产销．爾：（单位：万辆）??３＾００?０．？??ｙｉｔｉ！ｉｌｌｉ！??２０１０?２０１１?２０１２?２０１３?２０１４?２０１５?２０１６?２０１７?２０１８??＿汽聋产置?＿汽聋梢疆?产■壜长康??Ｗ１Ｉ壜长＊??图１－１?２０１０－２０１８国内汽车产销量及增长率??如图１－１所示，２０１０年国内汽车销量为１８０４万辆，２０１７年销量达到了?２８８８??万辆，基本达到每年５％的增长速率。尽管２０１８年国内的汽车销量有所下滑，但??仍然超过了?２８００万辆。经过多年的发展，中国现在已经成为世界上域大的汽车??消费市常强大的汽车需求带动诸如工业机器人行业、钢铁行业、石油化工、金??融、保险等行业的发展。??世羿主Ｓ地区工业机翳人安装数量（单位：万台）?２０丨味世界工业机鷗人市场最大的丨５个Ｂ事和地Ｂ?（？位？万金）??３０?ｎ?？？?．？?？？：．！工??ＬｌｌｌｌｕｌＬＬ?９??２００８?２００９?２０１０?２０１１?２０１２?２０１３?２０１４?２０１５?２０１６?２０１７?２０１８??大嫌洲■欧Ｍ?■?ｆｔＭ?????（ａ）?（ｂ）??图１－２世界主要地区工业机器人安装数量??汽车的生产制造过程包括冲压、焊接、涂装、总装四种核心工艺，其中冲压??１??
??山东大学硕士学位论￥???工艺对加工汽车大型覆盖件等结构复杂、尺寸较大的薄壁工件加工有着独特的优??点［１］。改善提高冲压工艺和技术能够显著提高汽车的产量和质量。冲压系统不仅??在汽车行业发挥着巨大的作用，在航空航天、机械电子、交通运输、家用电器等??行业也起到举足轻重的作用［２３。工业机器人是新型冲压系统最主要的组件之一，??其性能直接决定着冲压系统的生产效率。图１．２（ａ）表明，２００８－２０１８年亚洲、大??洋洲、欧洲、美洲这些汽车行业发达的地区，对工业机器人的需求量也是逐年上??升。从图１．２（ｂ）可以看出，中国是世界上工业机器人需求最大的国家，这与制造??业的高速发展密切相关。对比两幅图可以看出，中国已经逐步从制造向“智造”??转变，未来世界各国对工业机器人的需求也会日益增多。??冲压工艺作为传统的金属加工工艺之一，具有互换性强、可靠性高、操作方??便等优势，发展前景广阔，并且随着时代的发展，对其提出了更为严格的要求［３］。??各车企为顺应逐年增长的汽车市场需求，需要不断提高生产效率抢占市常汽车??车身大约６０％的金属部件是由冲压工艺完成，因此，冲压工艺的效率直接决定了??汽车的生产效率。针对以上汽车行业的分析，需要生产更多的汽车覆盖件来提高??汽车的产量，可以通过改进冲压生产线来满足需求：一种方法是冲压生产线的总??量不变，通过提高生产节拍来提高生产效率；另一种方法是通过大量增加冲压生??产线来缓解当前产能不足的压力，进而增加汽车的产量［４］。??２０１０￣２０１８制造业每１００００名工人分配的工业机器人数垦?单位：台）?２００８－２０１８中国工业机器人安装数里（单位：万台）??１６０?１４?
本文编号：3000008
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：103 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１?２０１０－２０１８国内汽车产销量及增长率??如图１－１所示，２０１０年国内汽车销量为１８０４万辆，２０１７年销量达到了?２８８８??
能够应用于各行各业，汽车行业需求旺盛仍然是工业机器人产业强势??增长的主要推动力量。现如今，从原材料到人工成本都在逐年增加，同行业的竞??争愈加激烈，利润空间逐渐萎缩，采用工业机器人逐步代替复杂的、重复性的人??力工作已经成为全球的发展趋势。??２０ＵＷ０１８汽车产销．爾：（单位：万辆）??３＾００?０．？??ｙｉｔｉ！ｉｌｌｉ！??２０１０?２０１１?２０１２?２０１３?２０１４?２０１５?２０１６?２０１７?２０１８??＿汽聋产置?＿汽聋梢疆?产■壜长康??Ｗ１Ｉ壜长＊??图１－１?２０１０－２０１８国内汽车产销量及增长率??如图１－１所示，２０１０年国内汽车销量为１８０４万辆，２０１７年销量达到了?２８８８??万辆，基本达到每年５％的增长速率。尽管２０１８年国内的汽车销量有所下滑，但??仍然超过了?２８００万辆。经过多年的发展，中国现在已经成为世界上域大的汽车??消费市常强大的汽车需求带动诸如工业机器人行业、钢铁行业、石油化工、金??融、保险等行业的发展。??世羿主Ｓ地区工业机翳人安装数量（单位：万台）?２０丨味世界工业机鷗人市场最大的丨５个Ｂ事和地Ｂ?（？位？万金）??３０?ｎ?？？?．？?？？：．！工??ＬｌｌｌｌｕｌＬＬ?９??２００８?２００９?２０１０?２０１１?２０１２?２０１３?２０１４?２０１５?２０１６?２０１７?２０１８??大嫌洲■欧Ｍ?■?ｆｔＭ?????（ａ）?（ｂ）??图１－２世界主要地区工业机器人安装数量??汽车的生产制造过程包括冲压、焊接、涂装、总装四种核心工艺，其中冲压??１??
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本文编号：3000008
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