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随着注塑行业的快速发展,对于注塑生产企业的自动化程度要求也越来越高。注塑机专用机械手,是注塑生产自动化中专门配备的机械设备。它能够极大地提高注塑生产的产品质量和生产效率,同时还能避免由于人为操作失误而造成的损失。对于注塑企业来说,配备一种成本低、体积小、易操作、结构简单的注塑机专用机械手,已经成为提高市场竞争力的必要手段。目前注塑机所配置的全气动注塑机械手、单轴伺服注塑机械手等,已经不能很好地满足注塑生产企业的需求。多轴伺服注塑机专用机械手己经成为注塑机专用机械手新的发展方向。传统注塑机专用机械手多采用气压或直流伺服驱动。气压驱动,速度快,但运动平稳性差,定位精度低;直流伺服驱动,调速性能好,定位精度高,但结构复杂。交流伺服作为一种日渐成熟的驱动技术,其最突出特点就是快速响应和精确定位,而且体积小、结构简单,广泛用于机器人及医疗器械等需要快速精确定位的场合。考虑到以上情况,本课题定位于设计一款采用交流伺服驱动的三轴伺服注塑机专用机械手。本文以三轴伺服注塑机专用机械手为研究对象,根据注塑机专用机械手的结构特点,设计出三轴伺服注塑机专用机械手虚拟样机。本次设计的主要研究工作如下:(1)通过分析注塑机专用机械手的工作流程,进行了动作分解和路径规划,根据注塑机专用机械手的相关设计要求,确定了机械手的设计要点;(2)完成了注塑机专用机械手的主体结构设计,主要包括横梁、悬臂梁、手臂和底座等部分的设计;(3)完成了注塑机专用机械手驱动系统的设计,主要包括驱动方式的选择确定,系统各组成部分(伺服电机、丝杠、导轨等)的计算选型;(4)运用solidworks软件,完成了注塑机专用机械手各部件的三维建模,并进行虚拟装配,再用solidworks软件的motion分析模块,进行运动学分析,得到了机械手的相关运动学参数;(5)运用ANSYS软件,对机械手的关键部件进行了有限元分析,包括静力学分析和动力学分析,得到了其相应的静力学参数和动力学参数。通过对机械手的关键部件的有限元分析,得出了其产生的最大位移,从而验证了设计满足了刚度要求。通过对机械手关键零部件进行了模态分析,并在此基础之上进行了谐响应分析,从而避免了共振现象的产生。通过这些工作,最终完成了注塑机专用机械手模型的建立,并验证了模型的合理性,完成了注塑机专用机械手的设计工作。本次研究取得了预期的结果,具有理论研究价值和工程实际意义。