冲压自动化生产线工序间过渡系统优化设计

论文摘要

国内外汽车车身结构件及覆盖件的的冲压生产正在从纯手工生产方式过渡到全自动化生产方式,而全自动化冲压生产就牵涉到工序之间的零件过渡问题,目前国内生产普遍选用的是利用机械手端拾器(Tooling)、过渡托架、包括翻转夹爪来进行产品的过渡。从目前上海大众制造部冲压中心生产来看,对机械手端拾器的组装是靠经验来完成的,而且均是一个冲压件对应一套机械手端拾器、过渡托架、包括翻转夹爪来完成生产的。这样的操作及生产模式,浪费了大量的资金及资源,同时制约了劳动生产率的提高。因此,对机械手端拾器的组装建立科学依据,同时对它进行通用性研究被提上了日程。本文首先详细阐述了首先对国内外目前的研究现状进行了回顾,并确定了研究思路。其次通过对成组技术的应用,建立了冲压件的编号规则,并对上海大众制造部冲压中心一车间自动化5线的零件进行了分类,并从中选出2个零件,对它们机械手端拾器的通用性展开研究。再次,通过借鉴机器人的研究模型建立了机械手端拾器的静态及动态模型,通过对结构件应力的研究,确定了结构件的尺寸;通过两个冲压件的通用性研究,确定了能同时抓取2个冲压件的吸盘选择范围、及组装关系。最后,通过在虚拟环境中的验证,又利用有限元分析对型面受力情况进行分析,以及在现实环境中的使用性验证,证明了研究的实用性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 论文研究的背景和意义
• 1.1.1 论文研究的背景
• 1.1.2 论文研究的意义
• 1.2 国内外研究现状分析
• 1.2.1 冲压生产自动送料系统简述
• 1.2.2 目前国内的端拾器设计及端拾器使用现状
• 1.3 论文的主要工作内容
• 2 冲压件分类标准的建立
• 2.1 成组技术
• 2.2 冲压件的统计分析及成组模型建立
• 2.2.1 冲压件的统计分析
• 2.2.2 成组技术的应用及模型建立
• 本章小结
• 3 通用性机械手端拾器原理与特点
• 3.1 通用性机械手端拾器原理与特点
• 3.1.1 通用端拾器结构简介
• 3.1.2 通用端拾器原理及特点
• 3.2 夹具选用
• 3.3 吸盘介绍
• 本章小结
• 4 通用性机械手端拾器的模型建立
• 4.1 结构设计方案一——参数化建模
• 4.1.1 模型建立
• 4.2 结构设计方案二——假设模态法建模
• 4.2.1 假设模态方法
• 4.2.2 机械手端拾器的动力学模型
• 4.2.3 机械手端拾器模型分析与仿真
• 4.3 端拾器部件的选择
• 4.3.1 吸盘尺寸的选择
• 4.3.2 机械手端拾器结构有限元模型
• 4.3.3 数值模拟及结果分析
• 本章小结
• 5 模型在虚拟环境中及现实环境中的验证
• 5.1 机械手端拾器的抓取判别
• 5.1.1 机械手端拾器运动状态
• 5.1.2 基于碰撞的抓取判别
• 5.1.3 基于物理的抓取判别
• 5.1.4 实验结果
• 5.2 冲压件抓取变形有限元分析
• 5.2.1 行李箱盖外板分析
• 5.2.2 右后侧围外板分析
• 5.3 现实环境中的验证
• 本章小结
• 6 结论和展望
• 6.1 主要研究成果
• 6.2 进一步研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的论文