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五轴机械式冲压件光学检测仪结构特性研究

作　者: 傅航
导　师: 饶锡新
学　校: 南昌大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 结构特性 光学检测仪 五轴 虚拟样机 冲压件 运动仿真
分类号: TG385
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


五轴机械式冲压件光学检测仪(简称FMSOMI)是一套实现在线检测冲压件质量的精密检测设备。本文采用数字化设计手段对FMSOMI进行研究设计,利用虚拟样机技术对FMSOMI及其关键部件进行运动学仿真,通过研究其结构特性对检测仪设计进行快速测试、评估与改进。在物理样机制造之前,便可以按照各种工况进行仿真分析,预测产品的整体性能,进而优化产品设计、提高产品性能。本文的研究主要以下几个方面：首先对FMSOMI的整体结构进行详细设计。通过分析了冲压件质量检测设备的检测原理,和检测设备的工作环境等要求,选择合理的三轴正交运动和两轴旋转的结构,并且对关键的部件进行选择和计算,提出整体的结构方案。其次在UG和ADAMS的数字化设计平台上,应用虚拟样机技术对FMSOMI以及其关键部件进行结构特性分析,并优化和改进FMSOMI的结构设计。在UG平台上对FMSOMI的零部件进行三维建模,并完成虚拟装配和静态干涉检查；将在UG中建立好的三维模型导入ADAMS中,根据功能需求对它添加约束、材料属性、运动副等,并进行运动学仿真和动态干涉检查；根据分析的结构特性来优化和改进FMSOMI的结构设计。最后对FMSOMI进行误差分析并对其关键的结构进行精度设计。首先分析FMSOMI的误差来源,对检测设备的关键部件三轴正交结构和两轴旋转工作台进行精度设计,来保证FMSOMI的检测精度。本论文基于UG和ADAMS数字化设计平台完成了FMSOMI的结构特性研究,并优化和改进结构设计。验证了采用虚拟样机技术对FMSOMI进行仿真设计,可以减少物理样机实验,提高产品设计效率。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-8
第1章 绪论  8-21
  1.1 课题研究背景及意义  8-10
    1.1.1 课题背景  8
    1.1.2 课题意义  8-10
  1.2 国内外研究现状  10-15
    1.2.1 冲压件质量检测现状  10
    1.2.2 光学检测研究现状  10-12
    1.2.3 五轴结构的应用  12-13
    1.2.4 虚拟样机技术发展  13-15
  1.3 主要研究内容  15-17
    1.3.1 FMSOMI主机结构详细设计  15-16
    1.3.2 FMSOMI虚拟装配干涉检查  16
    1.3.3 FMSOMI整体结构运动仿真研究  16-17
    1.3.4 FMSOMI误差分析和精度设计  17
  1.4 课题研究的技术路线  17-19
    1.4.1 FMSOMI的结构设计技术路线  17
    1.4.2 FMSOMI建立数字模型研究技术路线  17-18
    1.4.3 FMSOMI运动仿真研究技术路线  18-19
  1.5 论文结构  19-20
  本章小结  20-21
第2章 FMSOMI整体结构及其虚拟样机建立  21-31
  2.1 三轴正交结构  21-26
    2.1.1 三轴结构形式的选择  21-23
    2.1.2 导轨的选择以及寿命计算  23-26
  2.2 两轴回转工作台  26-27
  2.3 三维光学扫描测头  27-28
  2.4 FMSOMI特点及性能参数  28-29
  2.5 建立FMSOMI虚拟样机  29-30
  本章小结  30-31
第3章 FMSOMI零件三维建模及虚拟装配  31-44
  3.1 基于UG三维建模和虚拟装配介绍  31-32
  3.2 FMSOMI三维建模  32-35
    3.2.1 基于特征的参数化建模  32-33
    3.2.2 FMSOMI零部件的参数化建模  33-35
  3.3 FMSOMI虚拟装配  35-41
  3.4 FMSOMI静态干涉检查  41-43
  本章小结  43-44
第4章 FMSOMI三轴正交结构运动仿真  44-56
  4.1 基于ADAMS运动仿真介绍  44-45
  4.2 三轴正交结构运动学仿真  45-53
    4.2.1 建立运动模型  45-49
    4.2.2 运动仿真结果及分析  49-53
    4.2.3 运动仿真动画输出  53
  4.3 三轴正交结构动态干涉检查  53-55
  本章小结  55-56
第5章 FMSOMI的误差分析和精度设计  56-65
  5.1 FMSOMI误差分析  56-59
  5.2 FMSOMI三轴结构精度设计  59-61
    5.2.1 X轴的精度设计  59-60
    5.2.2 Y轴的精度设计  60
    5.2.3 Z轴的精度设计  60-61
  5.3 两轴回转工作台的精度设计  61-64
  本章小结  64-65
第6章 结论与展望  65-67
  6.1 结论  65-66
  6.2 工作展望  66-67
致谢  67-68
参考文献  68-71
攻读学位期间的研究成果  71

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属压力加工 > 冷冲压（钣金加工） > 冷冲机械设备
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