热成形生产线中多机械手协同输送的研究

作     者：郑刚 

作者单位：华中科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张宜生

授予年度：2016年

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 080202[工学-机械电子工程] 08[工学] 0804[工学-仪器科学与技术] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

主      题：热冲压生产线 多机械手协同输送 实验平台 最优解 

摘      要：二十一世纪,随着汽车轻量化的要求,高强钢热成形技术迅速发展。本文在研发智能、稳定、高效的热成形生产线的背景下,着重研究了热成形生产线中多机械手协同输送问题,分析了协同输送的可行性和意义,并通过测试做出了优化。热冲压生产线中,热板料从加热炉输送到压力机模具上的过程需要加热炉下料机械手和压力机上料机械手共同完成。若两者采用协同输送,则可以大大缩短热板料从加热炉输送到模具上的时间,不仅可以提高生产效率,还能够降低热板料在空气中的温度损失,提高成型件的质量。协同输送的过程实际上是让两个机械手在运动过程中达到一段时间的绝对位置同步,然后在同步时间内完成板料交接,这就要求在机械手在行程上有一段重合距离。要实现协同输送,关键是要保证有足够小的同步误差和足够完成板料交接的同步时间。本文以热冲压生产线中机械手输送板料的实际情况为依据,分别从动力学和运动学角度对多机械手协同输送问题进行了建模分析,并建立了三轴协同输送实验平台,实现了板料的协同输送。实验平台测试发现,采用协同输送相比于不采用协同输送的确的可以大大缩短板料的输送时间。增大两轴的最大速度和加速度都可以缩短板料输送时间。协同输送的最优解是保证同步时间恰好等于板料交接所需的时间的情况,重合距离越大,最优解节约的输送时间越多;加速度越大,最优解节约的输送时间越少;在重合距离较大的情况下,增大加速度能使最优解节约更多的输送时间。这为热冲压生产线中多机械手协同输送的实现和优化提供了指导和参考。