汽车换热器自动焊接装置的设计与优化

• 作 者: 魏凯
• 机 构: 浙江工业大学
• 出 处: 浙江工业大学
• 发表日期: 2016年期
• 关键词: 汽车换热器 自动焊接 结构优化 精度设计 全局优化

汽车换热器是汽车空调系统的重要组成部分,目前汽车换热器芯体与封头之间的焊接主要采用人工焊接方式,人工焊接存在着效率低、质量不稳定、工作环境恶劣等问题。因此,研究开发经济实用的汽车换热器自动焊接装置具有重要意义。本文在研究汽车换热器焊接工艺的基础上,根据需求研究设计了汽车换热器自动焊接装置方案,并对装置的结构和精度分配进行了优化设计。主要工作如下:(1)在汽车换热器焊接工艺分析的基础上,对其自动焊接装置进行设计需求分析,建立了功能原理模型,通过综合对比分析各功能原理解,确定了自动焊接系统的整体结构方案、自动焊接运动方案、焊缝跟踪方案。(2)设计了自动焊接装置的详细结构,在匀速焊接为条件下,对环形轨道上双移动机械手的运动速度、受力情况进行分析。(3)分析了移动机械手在环形轨道不同位置运动过程中的自动焊接装置的静态特性;建立了以装置形变量为约束条件、装置质量最小为目标的结构参数优化设计模型,通过集成Pro/E、Ansys和Isight建立优化目标函数的近似模型,采用多岛遗传算法进行了优化设计。(4)分析了影响自动焊接装置定位精度的误差源,基于多体系统理论建立静态误差模型,并通过误差敏感度分析,以精度可靠性为性能指标约束、以成本最小为目标,对静态误差进行了精度分配优化设计;最后,综合静态误差和动态形变误差,对整体装置的定位精度进行了多目标全局优化设计,并获得期望的结果。