虚拟样机技术在折剪两用机床开发中的研究与应用

    折弯、剪板两用机床(简称折剪机床)是将折弯机和剪板机两种设备的功能集于一身，在一台设备上实现对板材的剪切及弯曲成型。目前，我国大中型板料加工设备正朝着数控技术和柔性板材加工中心的方向发展，而对于小型的板料加工设备，目前研制较少。但我国的中小企业较多，对小型板料加工设备需求量大，所以小型板料加工设备有着巨大的市场需求。因此，研究开发折剪机床具有十分重要的意义。

    传统的产品设计无法从根本上解决和从总体上把握产品设计的时间、质量和成本等问题，因此已无法满足多变的、持续发展的市场需求。要对快速多变的市场需求做出敏捷响应，就必须寻求先进的设计方法和手段。虚拟样机技术是以计算机支持的仿真技术为基础，在产品设计阶段就可以实时并行地模拟出产品设计的全过程，通过计算机模拟的虚拟样机，预测产品结构、产品性能、产品的可制造性及产品制造成本，减少了产品开发中的试生产环节，从而达到产品的开发周期最短、成本最低、产品的设计质量最优等目的。因此，我们将虚拟制造技术应用到折剪机床设计开发中，在概念设计阶段利用系统仿真软件真实地模拟系统的运动，对整个系统进行分析，并及时地发现并修改设计中的不足和缺陷，直至获得最优设计方案后，再做出物理样机。这样极大地加快了产品开发进度，减少产品开发费用和成本，获得最优化的设计产品。

    1 折剪机床的结构设计

    折剪机床的传动系统目前普遍采用的是双缸驱动的液压传动，成本较高，且滑块的同步运动性较差。本机采用液压中动式单缸驱动，对称式连杆增力机构及齿轮同步机构传动，不仅解决了同步问题，还实现了增力，具有结构简单、紧凑、易于维护等优点。

    2 折剪机床虚拟样机模型仿真的软件平台

    ADAMS(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems)是由美国MDI公司开发的虚拟样机分析软件。该软件使用交互式图形环境和零件库、约束库、力库来创建完全参数化的机械系统几何模型，其求解器采用多刚体系统动力学理论的Langrage方程方法，建立系统动力学方程，对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析，输出位移、速度、加速度和反作用力曲线。

    其仿真可用于预测机械系统的性能、运动范围、碰撞检测、峰值载荷以及计算有限元的输入载荷等。然而由于这个软件的重点是在力学分析上，所以在建模方面还存在很多不足，尤其是一些复杂零部件的三维建模很难实现。因此，这里利用SolidWorks软件进行折剪机床的零部件实体建模及装配体建模，然后将装配体文件以ADAMS和Solidworks都支持的Paras01.id格式输入到ADAMS中，在ADAMS里给各零件之间加上质量、力、约束和运动等初始条件就可以进行静力学、动力学和运动学仿真。在两个软件结合的基础上，实现折剪机床的仿真研究。