鍛造操作機緩沖過程仿真與順應性評價.pdf

1、鍛造操作機對大載荷和不確定載荷的順應能力是保證操作裝備正常作業(yè)的關鍵。為了有效評估順應運動對鍛造操作機作業(yè)的影響，本文建立了用于描述操作機一次鍛打工況下順應運動的多領域仿真模型，分析了順應運動對于操作機緩解所受末端載荷的重要性。在此基礎上，結(jié)合操作機順應運動的特點，建立了一般操作機器人被動順應性評價指標，并利用此指標對鍛造操作機的被動順應能力進行了評價，為鍛造操作機順應性設計與優(yōu)化提供了理論指導。 為了有效描述鍛造操作機一次鍛打工

2、況下的順應運動，本文建立了鍛造操作機“鍛造－機械－液壓”多領域耦合動力系統(tǒng)模型?；谀K化建模思想，模型中鍛造子系統(tǒng)，機械子系統(tǒng)和液壓子系統(tǒng)均采用狀態(tài)方程統(tǒng)一表達，通過定義子系統(tǒng)間的輸入輸出關系，耦合成系統(tǒng)的動力學模型。利用此模型對操作機的順應過程進行了描述和分析，指出順應運動分為兩個階段：兩自由度主動順應階段和三自由度主被動順應階段。兩個階段中機械系統(tǒng)呈現(xiàn)出不同的拓撲結(jié)構(gòu)，利用本文建立的基于局部模塊變換的動力學全局仿真方法，可以實現(xiàn)操

3、作機兩階段順應過程的自動仿真。鍛造操作機順應過程的仿真結(jié)果驗證了順應運動能夠有效保護操作裝備免受過大載荷的破壞，對保證操作機正常工作具有重要意義。 為了有效評估鍛造操作機的順應能力，本文建立了針對一般操作機器人的被動順應性評價指標，用于評價操作機在極端工況下緩解外部載荷的能力。該順應性指標將操作機器人劃分為兩大結(jié)構(gòu)：順應結(jié)構(gòu)與被保護結(jié)構(gòu)。其中，順應結(jié)構(gòu)由彈性元器件，阻尼，變拓撲機構(gòu)組成，負責緩沖作用在操作機器人上的外部過大載荷。被

4、保護結(jié)構(gòu)主要由拓撲結(jié)構(gòu)固定的剛體機構(gòu)組成，在操作機器人工作過程中被順應結(jié)構(gòu)保護。本文以順應結(jié)構(gòu)與被保護結(jié)構(gòu)的能量分配比例為依據(jù)，建立了兩個被動順應性評價指標：靜態(tài)被動順應性指標(SPCI)和準靜態(tài)被動順應性指標(KPCI)，分別揭示了操作機器人在某個固定位形以及沿某一預定軌跡工作時緩解外部載荷的能力。利用此指標對操作機進行了一次鍛打工況下的順應運動評價，分析了現(xiàn)有操作機順應方法的特點，同時證明了順應性評價指標的有效性。 本文對鍛