气动肘杆式夹具系统的ADAMS/MATLAB联合仿真研究

宋秋红，陈 搴 ＊，许 哲

（上海海洋大学 工程学院，上海 201306）

0 引言

汽车工装夹具的质量是决定车身品质的关键因素之一，对其深入研究并合理优化对提高汽车生产效率及生产品质具有很大的价值[1]。夹紧机构的设计以简单高效作为主要设计目标，因其结构简单但运动方式难以仿真，导致夹具机构运动学仿真领域的研究少有人涉及，且许多仿真模型中忽略了摩擦力的约束，这使接触刚度模型的构建本身就会造成误差。考虑目前对以气缸为驱动力的夹具动力学研究比较欠缺，提出一种夹具运动仿真的方法，对夹具机构进行动力学仿真，解决夹具结构在仿真中面临的难点，并对其各接触部分添加相应摩擦力约束，运用ADAMS/MATLAB机液联合仿真方法，对气动肘杆式夹具进行动力学研究。

1 仿真前期分析

1.1 肘杆机构力学计算

仿真以车辆流水线上的底盘焊接夹具为原型（如图1所示），此夹具内部结构是一种肘杆机构，即某些相邻构件接近共线位置时，机械效益接近于无穷大的连杆机构[2]，机构运用了“死点”原理，在活塞杆顶到指定位置时，夹勾夹紧零部件时的反作用力经过机械结构将力的方向转换，使其刚好与活塞杆的运动方向垂直从而卡死，得到极高的机械效益，肘杆机构最大的优点便是极高的机械效益，在夹具中的运用能有效提高夹紧效率。

图1 夹具内部结构化简图

如图1所示，简化夹具结构，将活塞杆部分简化为滑块结构，去除仅限制方向但对不影响夹紧力大小的双摇杆机构，得到夹具内部结构三角关系图。……