鍛造操作機(jī)緩沖過程仿真與順應(yīng)性評(píng)價(jià).pdf

1、鍛造操作機(jī)對(duì)大載荷和不確定載荷的順應(yīng)能力是保證操作裝備正常作業(yè)的關(guān)鍵。為了有效評(píng)估順應(yīng)運(yùn)動(dòng)對(duì)鍛造操作機(jī)作業(yè)的影響，本文建立了用于描述操作機(jī)一次鍛打工況下順應(yīng)運(yùn)動(dòng)的多領(lǐng)域仿真模型，分析了順應(yīng)運(yùn)動(dòng)對(duì)于操作機(jī)緩解所受末端載荷的重要性。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合操作機(jī)順應(yīng)運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，建立了一般操作機(jī)器人被動(dòng)順應(yīng)性評(píng)價(jià)指標(biāo)，并利用此指標(biāo)對(duì)鍛造操作機(jī)的被動(dòng)順應(yīng)能力進(jìn)行了評(píng)價(jià)，為鍛造操作機(jī)順應(yīng)性設(shè)計(jì)與優(yōu)化提供了理論指導(dǎo)。 為了有效描述鍛造操作機(jī)一次鍛打工

2、況下的順應(yīng)運(yùn)動(dòng)，本文建立了鍛造操作機(jī)“鍛造－機(jī)械－液壓”多領(lǐng)域耦合動(dòng)力系統(tǒng)模型?；谀K化建模思想，模型中鍛造子系統(tǒng)，機(jī)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(dá)，通過定義子系統(tǒng)間的輸入輸出關(guān)系，耦合成系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型。利用此模型對(duì)操作機(jī)的順應(yīng)過程進(jìn)行了描述和分析，指出順應(yīng)運(yùn)動(dòng)分為兩個(gè)階段：兩自由度主動(dòng)順應(yīng)階段和三自由度主被動(dòng)順應(yīng)階段。兩個(gè)階段中機(jī)械系統(tǒng)呈現(xiàn)出不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，利用本文建立的基于局部模塊變換的動(dòng)力學(xué)全局仿真方法，可以實(shí)現(xiàn)操

3、作機(jī)兩階段順應(yīng)過程的自動(dòng)仿真。鍛造操作機(jī)順應(yīng)過程的仿真結(jié)果驗(yàn)證了順應(yīng)運(yùn)動(dòng)能夠有效保護(hù)操作裝備免受過大載荷的破壞，對(duì)保證操作機(jī)正常工作具有重要意義。 為了有效評(píng)估鍛造操作機(jī)的順應(yīng)能力，本文建立了針對(duì)一般操作機(jī)器人的被動(dòng)順應(yīng)性評(píng)價(jià)指標(biāo)，用于評(píng)價(jià)操作機(jī)在極端工況下緩解外部載荷的能力。該順應(yīng)性指標(biāo)將操作機(jī)器人劃分為兩大結(jié)構(gòu)：順應(yīng)結(jié)構(gòu)與被保護(hù)結(jié)構(gòu)。其中，順應(yīng)結(jié)構(gòu)由彈性元器件，阻尼，變拓?fù)錂C(jī)構(gòu)組成，負(fù)責(zé)緩沖作用在操作機(jī)器人上的外部過大載荷。被

4、保護(hù)結(jié)構(gòu)主要由拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)固定的剛體機(jī)構(gòu)組成，在操作機(jī)器人工作過程中被順應(yīng)結(jié)構(gòu)保護(hù)。本文以順應(yīng)結(jié)構(gòu)與被保護(hù)結(jié)構(gòu)的能量分配比例為依據(jù)，建立了兩個(gè)被動(dòng)順應(yīng)性評(píng)價(jià)指標(biāo)：靜態(tài)被動(dòng)順應(yīng)性指標(biāo)(SPCI)和準(zhǔn)靜態(tài)被動(dòng)順應(yīng)性指標(biāo)(KPCI)，分別揭示了操作機(jī)器人在某個(gè)固定位形以及沿某一預(yù)定軌跡工作時(shí)緩解外部載荷的能力。利用此指標(biāo)對(duì)操作機(jī)進(jìn)行了一次鍛打工況下的順應(yīng)運(yùn)動(dòng)評(píng)價(jià)，分析了現(xiàn)有操作機(jī)順應(yīng)方法的特點(diǎn)，同時(shí)證明了順應(yīng)性評(píng)價(jià)指標(biāo)的有效性。 本文對(duì)鍛