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多工位压力机伺服送料机构优化设计与分析

多工位压力机伺服送料机构优化设计与分析

作者：鹿竟超燕山大学

学位级别：硕士

在现代化冲压生产中,随着机械制造设备自动化程度不断提升,多工位冲压生产在汽车制造业中得到了越来越广泛的应用。自动送料装置作为自动化冲压生产中的关键设备,是多工位冲压生产线得以高效、安全、稳定生产的重要保证。本文针对多工... 详细信息

在现代化冲压生产中,随着机械制造设备自动化程度不断提升,多工位冲压生产在汽车制造业中得到了越来越广泛的应用。自动送料装置作为自动化冲压生产中的关键设备,是多工位冲压生产线得以高效、安全、稳定生产的重要保证。本文针对多工位压力机冲压生产线的三坐标送料装置进行研究,以能量优化和结构优化为目标设计了伺服送料机构。主要完成了以下工作:根据冲压生产线的工作要求以及送料机构的工作原理,对几种不同传动机构进行对比分析,按照驱动力最小,电机能耗最少原则,选取传送机构;按照送料速度最快,效率最高原则选取夹紧和提升机构,最终确定了送料机构的总体传动方案。为了使机构结构更紧凑,降低成本,以机构总体尺寸之和最小以及所需伺服电机功率最小为优化目标,对送料机构的杆系尺寸进行了优化设计。通过优化仿真计算,得出机构优化后的杆系尺寸。完成了驱动电机的选型计算,建立了送料机构三维模型。应用ADAMS运动仿真软件对送料机构进行运动学和动力学分析,验证了送料机构末端运动轨迹的准确性及伺服电机选取的合理性。利用ANSYS Workbench对机构关键部件进行静力学分析,确保其部件的材料、结构和几何参数符合设计要求;进行模态分析,验证其在运动过程中不会发生共振。建立送料机构与大型多工位伺服压力机冲压生产线的虚拟样机,对其进行干涉检查,以验证机构设计的可行性。

关键词：多工位压力机伺服送料三坐标传送优化设计虚拟样机

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多工位压力机三坐标传送机构研究与优化设计

多工位压力机三坐标传送机构研究与优化设计

作者：周晓亮燕山大学

学位级别：硕士

在自动化冲压领域,大型多工位压力机生产线以高自动化、高效率、高质量等优点逐渐成为各大汽车生产商的主流选择,多工位电子传送系统是多工位压力机的核心组成部件,决定着多工位压力机的冲压效率,而国内多工位电子传送技术尚不成熟。本... 详细信息

在自动化冲压领域,大型多工位压力机生产线以高自动化、高效率、高质量等优点逐渐成为各大汽车生产商的主流选择,多工位电子传送系统是多工位压力机的核心组成部件,决定着多工位压力机的冲压效率,而国内多工位电子传送技术尚不成熟。本文以大型多工位压力机电子伺服三坐标传送系统为主题,旨在解决三坐标传送机构的干涉问题、结构优化、动力分析、轨迹优化、设计软件开发及模拟仿真等技术问题,对于缩短前期研发时间和降低成本具有重要意义。本文主要研究内容如下:首先,分析了传送机构的工作原理、结构特点,通过对比现有传送机构的优缺点,确定了传送机构的主传动形式,研究了主机滑块与传送机构之间的运动协调和干涉;分析了传送机构的运动学和动力学,建立了机构关键杆尺寸的数学优化模型,为后续工作做准备。其次,针对传送机构的末端路径和冲压效率要求,在深入分析了几种常用的末端执行器轨迹规划方法的基础上,选用五次B样条曲线对末端轨迹进行规划,并建立了基于遗传算法的末端轨迹优化模型。最后,以传送机构的结构和轨迹优化模型为基础,借助VB和Matlab混合编程技术手段,开发了一款针对传送机构的设计优化软件。利用软件设计并优化了某公司TDL-4 2500g多工位压力机配套的三坐标传送机构,根据设计结果,建立了多工位压力机生产线的三维仿真模型,并在ADAMS中模拟仿真,检测了传送机构与压力机之间的协调运动和干涉情况,验证了设计软件的正确性,并提高了冲压效率。

关键词：多工位压力机三坐标传送干涉分析轨迹优化 VB和Matlab混合编程

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一种嵌入式多工位压力机送料机构控制系统

制造业自动化 2011年第16期33卷 93-94,127页

作者：程凤兰臧希喆赵杰齐齐哈尔二机床有限责任公司齐齐哈尔161005 哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室哈尔滨150080

本文设计了一种嵌入式多工位压力机送料机构控制系统。基于总线式和模块化设计方法,分别建立了基于ARM的主控制器、手控盒以及基于FPGA的运动控制器等子单元。该系统具有易于维护、扩展性好、抗干扰能力强、结构紧凑等优点。

关键词：多工位压力机嵌入式系统 uc/os Ⅱ

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中小型多工位压力机的现状与发展

锻压机械 2001年第1期36卷 1-3页

作者：丰向军刘家旭毕建涛济南铸造锻压机械研究所山东文登曲轴厂

介绍了中小型多工位压力机的应用及其国内外发展状况 ,并对未来国内的需求和发展趋势作了简要分析和展望。

关键词：多工位压力机冲压发展状况

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多工位压力机发展研究

锻压装备与制造技术 2013年第3期48卷 9-14页

作者：闵鹏李广平闵建成江苏省徐州锻压机床厂集团有限公司江苏徐州221116

介绍了多工位压力机的发展历程,阐述了其结构特点、生产线构成、送料方式及特点等,对多工位压力机的未来发展作了展望。

关键词：机械制造多工位压力机发展综述

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基于多工位压力机的盖罩成套冲压模具设计

机床与液压 2011年第8期39卷 40-43页

作者：张铮殷敏无锡职业技术学院江苏无锡214121 无锡豪特维思热能科技有限公司江苏无锡214000

根据多工位压力机结构及横向送料装置特殊需要,制定盖罩的冲压工艺方案,设计7个工位的冲压模具,采用弹压卸料及稳压杆将制件稳定在各送料工位上,实现制件在各工位间传递的平稳、可靠;对在冲压后期发生压缩变形的弹簧进行了设计计算。全... 详细信息

根据多工位压力机结构及横向送料装置特殊需要,制定盖罩的冲压工艺方案,设计7个工位的冲压模具,采用弹压卸料及稳压杆将制件稳定在各送料工位上,实现制件在各工位间传递的平稳、可靠;对在冲压后期发生压缩变形的弹簧进行了设计计算。全套模具造价低,满足用户稳定、高效生产的要求。

关键词：多工位压力机冲压工艺模具结构

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2500吨多工位压力机可靠性及精度分析

2500吨多工位压力机可靠性及精度分析

作者：徐芸燕山大学

学位级别：硕士

近年来,汽车工业高速发展,对冲压设备提出了更高的要求。但是重型数控压力机技术被国外少数压力机制造商所垄断,技术空白使得我国汽车生产厂家使用的多工位压力机全部依赖进口。为了摆脱国外技术垄断的束缚,适应市场发展新要求,更为了... 详细信息

近年来,汽车工业高速发展,对冲压设备提出了更高的要求。但是重型数控压力机技术被国外少数压力机制造商所垄断,技术空白使得我国汽车生产厂家使用的多工位压力机全部依赖进口。为了摆脱国外技术垄断的束缚,适应市场发展新要求,更为了振兴民族工业,完全有必要研发具有自主知识产权的大型多工位系列压力机。对TL4S—2500—MB数控多工位压力机的主体结构进行了三维建模和有限元分析,对该压力机关键零部件的结构可靠性以及主传动机构的精度进行了分析和研究。介绍了多工位压力机的主体结构,建立了主体结构的三维模型,并对主体结构进行了均载和偏载的力学分析,得到偏载时机身最大应力为66.396 MPa,总变形量0.61306 mm,连杆滑块体偏载时最大应力为122.39 MPa,总变形量1.323 mm,偏载时滑块倾斜量0.2805 mm。分析结果表明,机身、连杆、滑块等主要部件的强度、刚度和抗偏载能力满足要求。将有限元与结构可靠性结合起来,对部分受力较大的零部件进行了结构可靠性分析,得到拉紧螺栓及销轴在额定工作环境下的可靠度分别为87.4%和89.4%,并分析了输入参数的不确定性对它们各自可靠度的影响。以ADAMS运动仿真软件为平台,对主传动机构的精度进行了分析,并根据分析结果提出了相应的解决措施。分析主要包括杆件尺寸误差和运动副间隙两方面。结果表明,单个杆件尺寸误差与滑块下死点的位置误差成线性关系,其中曲柄长度影响最大,影响系数为0.021,滑块下死点的位置误差随运动副间隙的增大而增大。与理想机构相比,有运动副间隙的机构在运动过程中会出现运动不平稳的现象。

关键词：多工位压力机主体结构抗偏载结构可靠性精度运动副间隙

基于动力学有限元分析的多工位压力机送料过程研究

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基于动力学有限元分析的多工位压力机送料过程研究

作者：支克锋华中科技大学

学位级别：硕士

在使用大型多工位压力机生产汽车覆盖件的过程中,对送料过程的分析和优化可以避免制件、端拾器与模具之间的碰撞干涉,保证搬运过程安全可靠,从而提高冲压效率。而分析送料过程最有效的方法是对冲压生产线做动态仿真,现有的干涉仿真技术... 详细信息

在使用大型多工位压力机生产汽车覆盖件的过程中,对送料过程的分析和优化可以避免制件、端拾器与模具之间的碰撞干涉,保证搬运过程安全可靠,从而提高冲压效率。而分析送料过程最有效的方法是对冲压生产线做动态仿真,现有的干涉仿真技术仍是刚体运动学分析甚至是静态装配分析,探索能够考虑板料振动变形的送料过程模拟手段,实现更精细的送料过程分析,具有非常重要的现实意义。(1)现场调研并分析多工位压力机上的送料过程,明确了要实现考虑板料振动变形的送料过程分析,必须创新性地使用动力学有限元方法。通过动力学有限元理论和简例,确定了运用Ansys Workbench软件和Ls-dyna软件来进行送料系统模拟。(2)分析了生产线上多工位压力机送料过程的运行模式,运用先离散再拟合的新方法获取运动驱动曲线函数。创建虚拟连杆实现三向运动,在UG Motion软件上对多工位压力机进行完整地搬运过程仿真,其结果验证了运动曲线处理的准确性,实现了搬运过程刚体运动学干涉分析。(3)针对使用完整模型直接进行顶出过程的动力学有限元分析存在计算困难的问题,通过创建等效的刚体动力学顶出模型,找到了简化上下模面来优化模型的方法。提出了设置弹顶销装置来减小顶出振动的方法,通过动力学有限元模拟进行了验证,发现设置弹顶销可以将板料夹持位置振动变形幅度由-1530mm减小至-107mm。同时通过比较优化得到了合适的顶出参数,经动力学有限元模拟验证,在该条件下端拾器进入夹持位置时,板料的振动幅度在设计的安全范围内,不会导致夹持干涉。(4)对全部工位的横杆前进搬运过程进行了模拟和分析,发现了各工位中第一工工位工序件在搬运时振动变形最大,各模式中M3模式时工序件的振动变形最小。(5)展开了顶出和搬运全过程分析,比较了托铲式端拾器和夹钳式端拾器两种搬运方法,结合实际生产情况,认为托铲式端拾器是较优选择。最后根据企业生产经验,确定该送料系统全过程模拟是一种能虚拟送料过程的干涉问题和可靠性问题的全新的、更有价值的方法。(6)基于Hypermesh软件对送料过程分析前处理进行了二次开发,采用Process tree的流程化方法使前处理过程更加规范流畅,降低了前处理难度,提高了前处理的效率。

关键词：多工位压力机送料过程动力学有限元分析二次开发

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大型多工位压力机杆系优化及动力学分析

大型多工位压力机杆系优化及动力学分析

作者：李志永燕山大学

学位级别：硕士

大型多工位压力机主要用于汽车覆盖件的拉深成形,随着汽车工业高速发展,汽车的产能逐年提高,这对压力机的工作效率提出了新的要求。目前,大型多工位压力机的设计制造技术主要由国外几个大型制造厂商掌握,国内设计制造水平相对较低,对大... 详细信息

大型多工位压力机主要用于汽车覆盖件的拉深成形,随着汽车工业高速发展,汽车的产能逐年提高,这对压力机的工作效率提出了新的要求。目前,大型多工位压力机的设计制造技术主要由国外几个大型制造厂商掌握,国内设计制造水平相对较低,对大型多工位压力机杆系构型、杆系尺寸设计及压力机在工作状态下的静动态特性等相关问题进行深入研究是有实际意义的。针对25000kN大型多工位压力机的相关问题进行研究,主要包括:六连杆杆系构型选择;杆系尺寸参数优化;多工位压力机虚拟样机运动学和动力学仿真分析。六连杆机构中三角杆正置和三角杆倒置各有三种偏置构型,分析六种构型滑块的运动性能和所受的侧向力,确定三角杆倒置六连杆机构滑块负偏置构型为压力机传动机构。对已选择的构型进行运动学分析,推导滑块在运动过程中所受侧向力的计算公式。着重分析三角杆夹角和上连杆尺寸变化对滑块运动性能和所受侧向力的影响。以工作行程阶段滑块速度的均匀程度和平均速度、导轨对滑块对侧向力和六连杆机构杆系尺寸最小为优化目标,用Matlab编写的复合形法程序对杆系尺寸优化设计,优化后曲柄长度比优化前减小了8.5%,工作行程阶段滑块的速度更低且更均匀,所受侧向力更小。对六连杆机构和整机结构进行动态静力学和模态仿真分析。建立多工位压力机虚拟样机模型,并进行了运动学和动力学仿真分析。考虑运动副间隙及间隙的摩擦碰撞对六连杆传动机构的动态特性的影响。研究了多点压力机滑块抗偏载能力。验证了所设计的压力机满足性能指标。

关键词：三角杆偏置六连杆机构侧向力杆系优化虚拟样机多工位压力机