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大型闭式压力机单机自动化上下料系统的设计与研究

范欣  
【摘要】:当前冲压技术正朝着高速化、柔性化和自动化的方向发展,部分企业仍采用人工上下料传统生产模式,存在生产效率低,产品质量无法保证,工人劳动强度大等问题,不能满足工业快速发展的需求。根据大型闭式压力机吨位及占地面积大,连线自动化生产、设计成本以及维护成本高等问题,设计高效率、高利用率和高自动化的多品种、小批量自动化生产的单机自动化上下料系统,对提高企业综合竞争力和经济性是很有必要的。本文根据企业冲压生工艺、生产方式及压机结构特点,提出单机自动化上下料系统整体实现方案,确定了设计要求,阐述了单机自动化上下料系统工艺流程,对系统进行分模块设计,包括分张模块、送料模块、对中模块和上下料模块,各模块通过分析比对现有实现形式的优缺点,选择了最优设计方案进行自主设计,对系统关键部件及机械手端拾器进行了选型计算。对系统关键模块上下料桁架机械手进行了动态特性有限元分析,采用ANSYS Workbench软件,根据结构静力学有限元分析与强度理论,得到等效应力图,分析结果表明静刚度满足使用要求;根据模态分析理论基础,对其整体进行了前6阶模态分析,仿真结果表明各阶振幅对整体影响不大,并得出需要合理控制滑枕伸出量结论;通过对频响应分析,得到上下料桁架机械手频响应图,与外在激励对比,验证得出整体无共振可能性。最后,对系统整体建模装配,设计详细安装及调试方案,模拟现场,对各个模块及整机系统联合适应性调试,设计了系统日常维护及安全方案,通过实际运行情况记录汇报,进一步验证了单机自动化上下料系统的稳定性和可靠性。课题以高锻公司汽车覆盖件大型闭式压力机冲压生产为研究对象,针对目前国内大部分企业生产状况,在已有设备上进行更经济、实用的设计改造,自主研发了单机自动化上下料系统,经济、实用、高效,结构简单紧凑,便于安装维护,能够很好的适用于多品种,中小批量汽车覆盖件的冲压生产,国内外暂无相关产品开发,为同类型冲压生产的自动化升级改造提供了有价值的参考。


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