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并联构型汽车板件焊装夹具的虚拟样机设计
| 论文题名： | 并联构型汽车板件焊装夹具的虚拟样机设计 |
| 关键词： | 并联机构;汽车板件;焊装夹具;虚拟样机 |
| 摘要： | 本文针对汽车车身板件焊装作业时装备夹具的应用需求，提出了一种新型的并联构型汽车板件焊装夹具，完成了对并联构型夹具的构型设计、运动学性能分析、机构各部件的建模装配、控制系统的设计、协同仿真实验平台的构建等工作，构建了基于LabVIEW与SolidWorks软件的并联构型汽车板件装备夹具的虚拟样机系统。研究内容主要包括以下几个方面: 一、并联构型汽车板件焊装夹具构型设计与运动学性能研究。在分析焊装夹具的功能、组成及工作原理基础上，利用并联机构代替传统夹具机构的支座，对并联构型汽车板件焊装夹具进行了构型设计;在建立并联夹具机构运动学模型、速度映射模型的基础上，对并联机构的运动学性能进行分析，包括对机构的奇异性与灵巧性分析、刚度性能分析和工作空间分析。 二、对并联机构的支链杆件、运动副和动静平台进行了结构设计和建模，根据焊装作业时的需求对电机进行选择。对支链机构中的伸缩杆部分进行结构设计;对球铰链和虎克铰的工作原理进行叙述，对球铰链的内衬进行了有关数据计算，得出符合实际设计需要的内衬数据;动平台的设计主要考虑，在焊装作业时对各种不同焊装夹具的安装方便，在动平台上设计了不同标准尺寸的螺栓孔，方便使用不用型号的螺栓对夹具的固定;静平台的设计考虑对虎克铰安装的影响和平台自身的重量与占地空间等因素。根据焊装作业时，电机会承受的外载荷，对电机的功率进行计算，确定电机的型号。最后对整体的支链进行了装配设计。 三、并联构型汽车板件焊装夹具虚拟样机的电气与控制系统设计。对并联构型夹具虚拟样机的传感器进行了选择、创建和参数配置;利用LabVIEW环境平台对并联构型夹具的路径进行了运动路径规划与控制时序逻辑编程，对编程中串行模式和并行模式分别用运动函数进行了简单编程举例，利用记录函数和读取函数也对控制时序逻辑编程方法进行了举例。 四、创建并联构型夹具虚拟样机实验平台，进行了案例分析。建立了基于LabVIEW-SolidWorks的协同仿真实验平台，对协同仿真的具体步骤和注意事项进行详细的描述，创建了运动控制程序和运动控制系统。运用具体案例，对并联构型夹具进行了运动学、动力学仿真及关键部件的有限元分析，验证了虚拟样机实验平台的有效性，同时为并联构型汽车板件夹具的物理样机设计提供依据。 |
| 作者： | 谢立臣 |
| 专业： | 机械设计及理论 |
| 导师： | 崔国华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 河北工程大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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