三坐标多工位伺服送料系统设计与分析

• 作 者: 赵文凯
• 出 处: 燕山大学
• 发表日期: 2004年期
• 关键词: 三坐标伺服送料系统 多工位 偏置 轨迹规划 虚拟样机

大型多工位压力机是组成汽车覆盖件冲压生产线的主要装备,与其配套使用的三坐标伺服送料系统是高速自动化冲压生产得以实现的重要保证。送料系统的性能直接影响着整个生产线的效率和可靠性,本文以三坐标多工位伺服送料系统为研究对象,对系统的构型设计、运动及动力分析、轨迹规划与优化等关键问题进行了研究。首先,分析了送料系统的工作原理,根据冲压生产线的工艺要求,给出了送料系统的设计参数。通过对现有送料系统传动方式的对比分析,确定了送进方向为齿轮齿条传动,夹紧和提升方向采用偏置曲柄滑块机构。以机构工作行程中最小传动角取极大为原则设计了曲柄滑块传动机构,对三个坐标方向伺服电机的选择进行了初步计算,建立了送料系统的三维模型。其次,通过坐标变换的方法对送料系统杆系结构进行位置反解,求解了送料系统杆系结构的速度雅各比矩阵,利用拉格朗日方程法,建立了送料系统的动力学模型。根据偏置曲柄压力机的运动周期对送料运动进行了周期规划。应用B样条函数法得到送料系统末端夹持器的B样条轨迹曲线,并以送料时间最短为优化目标优化了轨迹曲线,使工作频次提高了20%。最后,应用动力学分析软件建立了送料系统的虚拟样机模型,利用虚拟样机技术对送料系统进行了运动学仿真,结果表明送料行程和速度满足设计要求。分析了运动副间隙对送料运动速度影响较大,对位置影响较小。动态干涉仿真结果验证了压力机滑块运动与送料运动不会产生干涉。