注塑机专用五轴伺服机械手的研究

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注塑机机械手是在注塑生产自动化上专门配备的机械设备,它能够很大程度上提高注塑产品的质量和生产效率,同时还能避免由于人为操作失误而造成的损失。而对于我国中小型注塑企业来说,寻求一种成本低、机械结构简单、体积小、容易操作、经济效益高的机械手成为提高市场竞争力的必要手段。基于这种情况,设计开发这种机械手就成为我们研究的重点。本课题以180T-350T注塑机上配备的专用机械手为研究对象,主要的研究工作如下:在要求的技术指标下,设计出五轴伺服机械手的本体结构。采用Pro/E中的Top-Down设计理念,避免了各零部件之间发生干涉。不仅有效的掌握了设计意图,而且使得组织结构更加明确。将Pro/E中简化后的模型刚体化并添加运动副,通过Pro/E与Adams的无缝连接接口将约束好的模型导入到ADAMS中,添加驱动并进行仿真,对机械手进行动态干涉检验,得出了机械手的运动仿真曲线,验证设计完成的机械手能够满足要求的运动轨迹,证明了设计的合理性。为了保证传动的精确性,关键零部件必须具备足够的刚度要求。通过对悬臂、横梁组件的有限元分析,得出了其产生的最大位移,从而验证了设计同样满足了刚度要求。对机械手关键零部件悬臂进行了模态分析,并在此基础之上进行了悬臂的频域和时域分析,避免了共振现象的产生。以手册中要求的位移为约束条件,对横梁组件进行了优化设计,得到各参数最优解,将机械手的质量减小到最低值。在优化分析中,考虑到了横梁组件各零部件的变形情况,使得优化设计更加符合实际情况。本文通过理论上对机械手模型的仿真和分析,为其国产化、知识产权自主化提供了可靠的科学参数。
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