汽車白車身前后門焊裝夾具設(shè)計(jì)及機(jī)器人仿真關(guān)鍵技術(shù)研究-畢業(yè)論文開題報(bào)告(編輯修改稿)
2025-02-17 17:25 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 性很強(qiáng)，不同的車型很難在相同的夾具上完成裝焊任務(wù)，因此裝焊夾具設(shè)計(jì)重點(diǎn)、難點(diǎn)在于如何提高夾具的“柔性”，以適應(yīng)汽車現(xiàn)代化制造的要求。而這不僅僅是夾具本身的問題，還與汽車車身的設(shè)計(jì)密切相關(guān)。為了最大程度的解決這個難題，應(yīng)該從車身設(shè)計(jì)和夾具兩方面入手。在車身設(shè)計(jì)方面，需要解決的關(guān)鍵問題是，如何盡量多地使同一車型不同品種的汽車采用相同或相似的車身結(jié)構(gòu)，從而方便裝焊夾具的柔性設(shè)計(jì)；在夾具設(shè)計(jì)方面，需要解決的關(guān)鍵問題是，對于現(xiàn)有夾具創(chuàng)新研究的同時，也要在夾具原理和結(jié)構(gòu)方面進(jìn)行創(chuàng)新研究，尋求原理、結(jié)構(gòu)方面的突破。汽車工業(yè)的焊接發(fā)展趨勢是發(fā)展自動化柔性生產(chǎn)系統(tǒng)。而工業(yè)機(jī)器人，因集自動化生產(chǎn)和靈活性生產(chǎn)特點(diǎn)于一身，故轎車生產(chǎn)近年來大規(guī)模、迅速地使用了機(jī)器人。在焊接方面，主要使用的是點(diǎn)焊機(jī)器人和弧焊機(jī)器人。特別是近幾年，國內(nèi)的汽車生產(chǎn)企業(yè)非常重視焊接的自動化。如一汽引進(jìn)的捷達(dá)車身焊裝車間的13條生產(chǎn)線的自動化率達(dá)80%以上，各條線都由計(jì)算機(jī)（可編程控制器PLC3）控制，自動完成工件的傳送和焊接。焊接由R30型極坐標(biāo)式機(jī)器人和G60肘節(jié)式機(jī)器人共61臺進(jìn)行，機(jī)器人驅(qū)動由微機(jī)控制，數(shù)字和文字顯示，磁帶記錄儀輸入和輸出程序。機(jī)器人的動作采用點(diǎn)到點(diǎn)的序步軌跡，具有很高的焊接自動化水平，既改善了工作條件，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)率，又降低材料消耗。德國大眾的Multivan T5車型焊接生產(chǎn)線上，76％的工作由750臺機(jī)器人完成，代替了1430個工人的工量，在5327個焊點(diǎn)中，4674個焊點(diǎn)由點(diǎn)焊機(jī)器人完成。在汽車生產(chǎn)中應(yīng)用得比較成功的點(diǎn)焊機(jī)器人有美國的Unlmate和Versatron，意大利的Deltix6。特別是美國的Unlmate點(diǎn)焊機(jī)器人在各國的車身制造中應(yīng)用的更為普遍。在國內(nèi)，點(diǎn)焊機(jī)器人主要用于車身焊接的側(cè)圍、車身總成合焊等工位。它的廣泛使用，實(shí)現(xiàn)了車身焊接的柔性化生產(chǎn)方式——多品種的混線生產(chǎn)。 國內(nèi)研究現(xiàn)狀隨著我國汽車工業(yè)的發(fā)展和對自動化水平要求的不斷提高，將為焊接機(jī)器人市場的快速增長提供了一個良好的機(jī)會。預(yù)計(jì)國內(nèi)企業(yè)對焊接機(jī)器人的需求量將以30%以上的速度增長。從機(jī)器人技術(shù)發(fā)展趨勢看，焊接機(jī)器人不斷向智能化方向發(fā)展，完全實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)中機(jī)器人的群體協(xié)調(diào)和集成控制，從而達(dá)到更高的可靠性和安全性。而采用焊接機(jī)器人的汽車生產(chǎn)企業(yè)在高技術(shù)、高質(zhì)量、低成本條件下必將獲得高速發(fā)展，也必將為汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來新的生機(jī)。相信，在不久的將來，通過共同努力，國內(nèi)汽車行業(yè)的焊接技術(shù)會逐步縮短與國外先進(jìn)焊裝技術(shù)水平的差距，迎接WTO帶給汽車工業(yè)的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。3. 研究內(nèi)容白車身焊接是一個復(fù)雜的問題，它涉及較多的因素，有些因素之間還有一定的聯(lián)系。本文主要研究內(nèi)容如下：1) 轎車白車身焊接相關(guān)技術(shù)的研究。白車身焊接是汽車制造過程中非常重要的環(huán)節(jié)，而轎車的白車身焊接要求更嚴(yán)格，夾具的定位精度為毫米級，整車焊接后的精度要求控制在2mm范圍內(nèi)，甚至更高。因此，本研究首先介紹了白車身的特點(diǎn)，對裝焊夾具的特點(diǎn)和設(shè)計(jì)要求做了詳細(xì)介紹，這兩部分的內(nèi)容是白車身裝焊夾具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。另外，本文對柔性夾具的相關(guān)背景知識做了詳細(xì)分析、介紹。工裝夾具的一般機(jī)構(gòu)有：夾緊機(jī)構(gòu)、翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、伸縮機(jī)構(gòu)、頂升機(jī)構(gòu)、輸送機(jī)構(gòu)、固定焊槍等，如下圖：圖1 夾具常用機(jī)構(gòu)2) 白車身前后門內(nèi)板分總成的三維夾具設(shè)計(jì)。本研究中的車身前后門內(nèi)板分總成是通用沈陽北盛分廠某款轎車白車身的重要部分，由數(shù)個形狀復(fù)雜的沖壓件焊接而成。本研究首先分析了客戶（主題廠）的工藝仕樣書，并在設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上總結(jié)出夾具設(shè)計(jì)的邏輯結(jié)構(gòu)，以此為設(shè)計(jì)指導(dǎo)，在遵循夾具設(shè)計(jì)的一般方法、流程的基礎(chǔ)上，根據(jù)該分總成的特點(diǎn)，進(jìn)行了具體而詳細(xì)的夾具設(shè)計(jì)，同時對焊槍的選型做了介紹。仕樣書及夾具初步結(jié)構(gòu)如下所示：圖2 夾具設(shè)計(jì)仕樣書要求圖3 夾具結(jié)構(gòu)初步設(shè)計(jì)3) 對已完成的三維夾具進(jìn)行二維設(shè)計(jì)，包括基準(zhǔn)圖的繪制和元件的尺寸標(biāo)注?；鶞?zhǔn)圖是二維設(shè)計(jì)中非常重要的一種，是對三維夾具設(shè)計(jì)的更深刻、直觀的顯示。由于基準(zhǔn)圖將工件的定位點(diǎn)全部描述清楚，因此，在對夾具設(shè)計(jì)的過程中有重要的參考意義。二維尺寸標(biāo)注部分不但詳細(xì)具體介紹了尺寸、公差的標(biāo)注的原則、方法，而且用具體、有代表性的例子進(jìn)行了詳細(xì)說明。在最后給出了生產(chǎn)加工的工藝要求。4) 本文繼續(xù)對前后門的焊接仿真進(jìn)行了研究。分析了多機(jī)器人的焊接路徑優(yōu)化問題及多機(jī)
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