基于機器人操作的沖壓自動化生產線虛擬仿真研究.pdf

1、虛擬樣機技術作為一種新技術，在制造領域的地位越來越重要，也在我國取得了一定的成就。虛擬樣機結合計算機技術，能夠提前發(fā)現產品設計誤差，也能完成人無法完成的某些試驗。這種技術符合現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。本文主要結合模態(tài)分析基礎理論、有限元分析理論、虛擬樣機理論基礎、機器人D-H建模理論和機器人運動學分析理論實現沖壓生產線的優(yōu)化。
　　具體研究內容如下:
　　(1)利用有限元分析軟件A

2、NSYS來研究沖壓自動化生產線的零部件的結構特性。將曲柄轉角0°～180°范圍內每隔10°取一組數據進行研究，總共18組數據。通過壓機機身的靜力學分析可知機身的強度符合工程要求。通過壓機機身的模態(tài)分析得到壓機機身在轉軸轉動一周內的固有頻率曲線和陣型，結果顯示從第10階開始壓機機身的固有頻率曲線顯現一定的規(guī)律性，且隨著階數的增加相鄰階數間的頻率差值越來越小。因此，1～10階固有頻率對壓機機身的振動特性影響較大，在工作狀態(tài)下應該避免1～10

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

4、的虛擬建模及動態(tài)干涉檢查，利用傳感器和測量工具完成沖壓生產線上的雙料檢測系統(tǒng)、機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，真實的模擬沖壓生產線正常工作下的基本組成功能。
　　(4)為了優(yōu)化沖壓生產線，利用運動協同新方法來規(guī)劃軌跡，憑借ADAMS軟件完成機器人軌跡正解和逆解。通過ADAMS和MATLAB聯合仿真功能補償軌跡誤差，實時跟蹤和反饋軌跡誤差，將誤差控制在最小0.001范圍內。
　　本課題對沖壓生產線的虛