曲轴上下料机器人系统的运动学分析及仿真

针对冰箱压缩机曲轴在磨削加工中自动上下料要求,建立了曲轴上下料机器人系统运动过程中的数学模型,基于SolidWorks Motion仿真研究了上下料过程机器人的运动特性。仿真结果表明：机器人在有限工作空间和限制节拍5 s的条件下实现上下料操作的可行性。该曲轴上下料机器人成功应用于实际生产中,开创了曲轴磨削加工中自动上下料的先例。     

多数控机床机器人上下料系统

应企业需求为其开发一套用于数控机床上下料的机器人系统。介绍机器人应用的前景和对机器人应用的需求;详细阐述机器人上下料系统工作站的建立、机械装置设计、机器人系统的工作流程以及机器人程序设计,并通过实际应用证明了该机器人系统的性能。     

35MN油压机自动上下料机械手设计及应用

为解决火车车厢零部件制造企业自动化冲压生产问题,根据某公司冲压生产线的工艺特点,针对35MN油压机结构,研制了一款用于上下料的机械手,并结合实际生产工艺路线,提出了一套整线自动化改造方案,以实现从来料到产品码垛的自动化生产。该生产线由物料台、二次定位台、桁架式机械手、夹治具和油压机构成,能满足多种冲压钣金件的自动化生产,可以有效提高生产效率,改善产品质量,节约加工成本。经测试:该生产线可以实现长1 500～4 000 mm、宽900～1 280 mm、质量小于110 kg的任意板材的自动化生产,运行周期为38 s,满足了生产制造需求。该自动化改造生产线具有运行稳定、设备操作方便、适应性强等特点。     

上下料机器人视觉测量系统关键技术的研究

根据上下料机器人对于视觉系统的要求,对双目视觉测量系统的数学模型进行分析,进而分析了双目测量系统的精度,根据该模型,通过实验进一步验证和分析两相机的角度和基线距,以控制测量的上下偏差值,来保证图像采集精度,为上下料机器人抓取提供准确的坐标数据。     

2P3R型机床上下料机器人动力学分析及仿真

针对自主创新设计的2P3R型机床上下料机器人,建立了D-H坐标系,在此基础上,采用拉格朗日力学的方法详细推导了该机器人动力学数学模型;运用UG软件绘制了该机器人虚拟样机模型并导入到ADAMS中,定义各杆件材料、添加约束和驱动,并对机器人上下料过程进行动力学仿真分析,分析得到该机器人上下料过程中各关节力/力矩变化曲线图。研究结果为该机器人动态设计及动力学控制提供了理论依据。     

汽车车轮冲压设备自动上下料装置及控制系统设计

汽车车轮冲压设备是生产过程中的重要设备,其质量和效率直接影响到汽车的质量和生产效率.而车轮的冲压设备一直以来采用人工完成上、下料工作,其生产效率和产品质量低、生产成本高、安全性差,严重制约了汽车车轮冲压生产线向自动化、柔性化方向的发展.通过对汽车车轮大型冲压设备的上下料机构及过程的分析,研发了一种应用于汽车车轮大型冲压设备的自动上下料辅机,并介绍了它的主要机械结构;在分析了辅机各个运动部件的控制要求后,确定了以PLC作为控制核心的系统控制方案,并设计了PLC控制系统;同时介绍了提高整套辅机工作效率所采取的有效措施.     

冲压自动化机器人成套设备

针对国内汽车、家电、制冷、包装等行业中大量、广泛使用的中小型开式压力机,研制开发了高速上下料机器人、自动提升分层装置、二次定位对中工作台、工件翻转装置等自动化成套设备,该成套设备可以与单台压力机组成自动化生产单元,也可与多台压力机组成柔性自动化生产线,实现冲压生产过程的自动化。     

基于Adams的冲压机器人运动学仿真分析

本文所涉及的RV-4F-D工业机器人是一种用于冲压生产线的上下料机器人,该机器人通过一次拾取完成上料、下料动作。借助Pro/E软件的强大建模功能进行三维实体建模,然后通过Pro/E和Adams良好的数据共享能力,将模型数据保存为parasolid格式,导入Adams软件,根据实际运动情况添加相应约束。通过对机器人末端添加点驱动来实现机器人的轨迹规划,完成运动学仿真。通过测量各关节部件的位移、速度、加速度变化情况,观察各关节相关曲线的变化趋势,为冲压机器人轨迹优化及后续动力学仿真分析奠定基础。     

基于工业机器人上下料的多工位机加工生产线设计

根据零件的加工工艺和生产节拍等要求,设计了一条智能制造生产线,主要包括3台数控加工中心、ABB工业机器人、工业机器人第七轴、上下料输送线、打磨工位等。工业机器人应用于机加工的上下料和打磨;详细阐述了生产线的结构设计、第七轴的搭建及工作流程、工业机器人的工作流程、PROFINET总线的应用以及控制系统的设计。实践表明:生产线使用总线极大简化了设计难度,实现了全自动化加工,并满足生产节拍及质量要求,提高了经济效益。     

大型闭式压力机单机自动化上下料机械手机械结构设计与仿真

以解决YT28-1030闭式压力机上下料问题为例,设计了单机自动化上下料机械手,通过SolidWorks对机械手进行三维建模,完成上下料机械手结构布局,并根据设计要求完成了对机械手的机械结构设计。并运用Adams软件对机械手进行运动学仿真,结果证明:该上下料机械手运动过程无明显冲击和振动。最后用ANSYS workbench对机械手主要受力部件进行受力分析,分析结果表明:其变形较小,符合设计要求。通过现场安装试验,对试验样机进行为期20天的现场调试,对调试阶段出现的问题进行改进,保证机械手工作的准确性,验证该机械手设计的合理性以及稳定性。研究结果表明:该机械手符合设计要求,能够正常工作。     

NGR01型机器人运动学分析及软件设计

基于NGR01型多关节教学工业两用型五自由度机器人三级控制结构的多CPU并行工作方式,设计出相应的软件系统.首先根据各关节传动链建立了运动学坐标系和数学模型,然后第一级计算机采用VC 6.0高级语言编程,完成人机交互和运动学计算,第二级和第三级单片机系统均采用汇编语言编程,完成相应关节的实时控制.经实际使用表明,上述软件系统能够稳定可靠地长时间运行.     

基于时间最短的冲压机器人轨迹规划

针对一种4自由度串联冲压机器人的自动上下料过程,在机器人的初始位姿与目标位姿已知,而运动时间和路径不确定的前提下,以最大限度提高机器人工作效率为目标,以工程实际中关节驱动力、驱动速度和工艺过程为约束条件,进行了单工作周期时间最短优化研究。首先采用D-H参数法建立机器人的连杆坐标系,列出关节变换矩阵和运动学方程,通过微分变换法求出机器人的雅克比矩阵,采用牛顿-欧拉法得出各关节力矩的表达式;然后以时间为参数,运用5次多项式拟合关节位移变化轨迹;最后采用二分法求解满足各关节速度约束和力(矩)约束的最优运动时间,从而生成各关节运动轨迹,并且进行了对比实验。结果表明,该轨迹规划方法能有效地缩短冲压机器人的工作周期。     

汽车保险杠热冲压成形及坯料形状设计

以某型号汽车的保险杠为对象,设计了全尺寸的热冲压成形模具;结合夹持和定位要求,对坯料形状进行了优化设计,通过工艺实验验证模具及板料设计的可靠性,并检验了热成形零件的微观组织及力学性能.结果表明:采用形状优化的板坯,在机械手输送过程中,其位置稳定性大大提高;金相分析显示热成形保险杠获得了完全马氏体组织,抗拉强度达到1550MPa,洛氏硬度为47.5 HRC,且各测试点硬度十分均匀,伸长率可达6％;在保证板料临界冷却速率的前提下,提高模具温度有助于降低成形力和稳定淬火温度.     

基于倍福CX控制器的板材自动上下料系统设计

板材自动上下料系统是生产线系统的媒介,它把板材加工设备,和板材仓库设备添加到生产线体系当中,使它们成为一个有机的整体,满足自动取料、上料、加工、下料的这一流程,本文主要介绍其中的自动上下料部分.     

机器人冲压生产线的仿真与优化

为了对机器人冲压生产线方案进行有效验证及优化,以发动机罩壳冲压生产线为研究对象,选取六轴工业机器人为移料载体,设计出两种生产线整体布局方式,综合分析选择最优整体布局规划,并对生产线中的设备进行三维建模。在FANUC ROBOGUIDE软件中按布局规划方案,建立实际冲压生产线模型和完成对机器人的路径规划,最终在软件中进行仿真运行,实现了机器人取/放物料、压机作业以及物料变形的动态仿真。通过分析仿真结果,进一步优化了机器人作业路径和生产线节拍,使机器人作业路径更加柔性、简洁,整条生产线更加高效、无干涉运行,生产节拍由原来的15.42 s/件,提高到11.61 s/件。研究结果充分证明了优化方法的可行性和实用性。     

侧围外盖板冲压工艺分析及模具优化设计

侧围外盖板零件料厚较薄,且产品结构复杂。通过对零件冲压工艺性分析,合理安排工序内容,并采用预冲孔方案,提高产品品质。在模具设计方面,用旋转斜楔代替双向斜楔,优化模具结构,缩短送料行程,结构上也有利于送料、取料,同时减少模具重量,降低制造成本。     

基于综合设计的覆盖件冲压工艺优化

针对正交实验设计方法的不足,提出结合正交实验设计和响应面模型(等径设计)的综合设计方法.以汽车行李箱盖的冲压拉延过程为例,进行冲压工艺优化设计.选择拉延筋、摩擦系数(凹模与板料、凸模与板料)、压边力、凸凹模间隙、冲压速度为实验的6因素,每个因素选取3水平,以最小减薄率为质量评价标准,进行综合设计,获得了各因素对最大减薄率的影响规律,得到了最优的关键工艺参数.并利用最优值进行了数值模拟仿真,验证了方法的可行性与实用性.     

接管焊接机器人运动学及轨迹修正

针对接管相贯线焊接的特殊性,开发了悬挂式接管焊接四自由度机器人,介绍了机器人机械本体结构;根据关节关系,利用D-H坐标建立了机器人运动学模型;由于两接管存在的尺寸误差、加工误差和焊接受热变形的原因,为了保障焊接质量,对焊接轨迹进行示教,并采用线性插值方法修正理论轨迹;根据运动学模型,采用SemMechanic进行运动学仿真.结果表明,焊接质量完全达到规定要求.

Abstract：

According to the welding particularity on the junctions of intersecting pipe, the 4 degrees of freedom suspended welding robot was developed and mechanical structure of the body was introduced. Based on the relation of the joints, the kinematics modeling was established with the method of D-H (Denavit-Hartenberg). To overcome the size error and processing error and welding distortion, the welding track was taught in order to ensure welding quality, and then theory track was amended by the linear interpolation. According to the kinematics modeling, the simulation was carried out with SemMechanic. The results of experiments show that the welding quality meet the requirements actually.     

精密冲压叠边工艺分析与模具设计

分析了一般冲压生产中叠边工艺存在的不足,提出了提高叠边零件质量及冲压过程稳定性的冲压工艺,即精密冲压叠边工艺,重点介绍了叠边工艺中关键尺寸计算及模具工作过程,并以一具体零件为例,制定了其叠边工艺,验证了该工艺的可行性及有效性。