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机械传动2025年第02期:自动焊接装置凸轮连杆机构的多目标优化设计

来源:期刊VIP网 时间:


作者:宋志成;余凤;邓援超;蔡宇飞;

单位:湖北工业大学机械工程学院;武汉逸飞激光股份有限公司;

摘要:【目的】为提高钢柱与肋板的自动化焊接生产效率,设计了专用焊枪移动机构。【方法】首先,为满足焊枪的移动轨迹和速度,设计了凸轮连杆组合机构,并建立了机构的运动学模型;其次,基于NSGA-Ⅱ算法,以机构的传动性能和整体尺寸为优化目标,在限定条件下对连杆长度进行了多目标优化设计,使用熵权法从Pareto非劣解集中选取了最优连杆长度;再次,在最优杆长的二维平面中搜索最优滚子坐标,并使用Matlab编程获得凸轮廓线,验证了凸轮机构压力角满足设计要求;最后,基于优化结果,结合实际工况,对机构建模并使用Adams软件仿真获得机构工作轨迹、速度和加速度。【结果】结果表明,机构能如期满足焊接轨迹和匀速焊接的设计要求;同时,优化后的凸轮基圆半径相比优化前减小了29.79%,速度和加速度波动更小。验证了该机构的准确性和方法的可行性,为其他凸轮连杆机构的设计提供了一个可借鉴的设计方法。

关键词:凸轮连杆组合机构;;NSGA-Ⅱ算法;;熵权法;;许用压力角

基金资助:科技部创新方法专项(2020IM020800-01)