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操作原理對鍛造操作機(jī)行業(yè)的發(fā)展 |
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鍛造操作機(jī)與壓機(jī)的協(xié)調(diào)作業(yè)可以實(shí)現(xiàn)大型鍛件的加工制造，提高鍛造系統(tǒng)的制造能力和材料利用率，降低系統(tǒng)的能耗。操作機(jī)的操作性能是鍛造工藝軌跡的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，也是鍛造操作機(jī)主運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的優(yōu)化目標(biāo)。
根據(jù)鍛造操作機(jī)的操作特點(diǎn)，歸納操作機(jī)的主要操作性能：運(yùn)動(dòng)靈巧性、動(dòng)態(tài)靈巧性、力承載性能和末端剛度性能，并借鑒機(jī)器人學(xué)的運(yùn)動(dòng)可操作性、力可操作性和動(dòng)態(tài)可操作性的研究成果引入相應(yīng)的評價(jià)指標(biāo)。
通過對鍛造工藝的分析和與傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人的對比，總結(jié)操作機(jī)的兩大特殊的性能要求：對力承載性能的方向性要求和末端剛度性能的方向性要求，提出有效操作力指數(shù)和剛度方向指數(shù)。應(yīng)用旋量理論計(jì)算操作機(jī)的雅可比矩陣，建立其動(dòng)力學(xué)模型，對兩種鍛造操作機(jī)的各項(xiàng)性能做了全面對比，為操作機(jī)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化提供參考依據(jù)。
鍛造操作機(jī)可看作是一種在極端載荷條件下工作的巨型工業(yè)機(jī)器人，可以借用部分機(jī)器人的操作性能及指標(biāo)對操作機(jī)進(jìn)行評價(jià)。在機(jī)器人學(xué)的研究領(lǐng)域，有關(guān)機(jī)器人的操作性能及其指標(biāo)的研究已經(jīng)開展了大量的研究工作。探討了機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)靈巧性及其指標(biāo)，并應(yīng)用于串、并聯(lián)機(jī)器人的優(yōu)化設(shè)計(jì)；定義了動(dòng)態(tài)靈巧性及其指標(biāo)，分析了２自由度平面并聯(lián)機(jī)床的性能。
提出了可操作性橢球、力可操作性橢球和動(dòng)態(tài)可操作性橢球及其指標(biāo)：考慮鍛造操作機(jī)矩陣的影響建立了串聯(lián)機(jī)器人的加速度性能指標(biāo)：對冗余機(jī)器人的操作性能和負(fù)載對末端動(dòng)態(tài)可操作性能的影響進(jìn)行了研究。負(fù)載慣性的影響，定義慣性匹配橢球，表示了機(jī)器人驅(qū)動(dòng)和負(fù)載之間的動(dòng)態(tài)力／力矩傳遞效率，即驅(qū)動(dòng)力中用于克服外載荷和克服自身慣性的份額。
鍛造操作機(jī)分析比較了冗余和非冗余平面并聯(lián)機(jī)器人的力承載性能。鍛造操作機(jī)以運(yùn)動(dòng)雅可比的轉(zhuǎn)置建立了驅(qū)動(dòng)器剛度與并聯(lián)機(jī)器人末端剛度的映射關(guān)系；鍛造操作機(jī)考慮了被動(dòng)鉸鏈剛度的影響，并引入冗余驅(qū)動(dòng)支鏈提高并聯(lián)機(jī)器人的剛度；鍛造操作機(jī)應(yīng)用虛功原理和結(jié)構(gòu)矩陣法建立了并聯(lián)機(jī)械手的靜剛度模型。但是，與傳統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人相比，分析重型鍛造操作機(jī)的操作性能時(shí)需要 |
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