新型數(shù)控機(jī)床裝夾機(jī)械手設(shè)計(jì)與分析.pdf

1、本文研究了快速設(shè)計(jì)技術(shù)，運(yùn)用CAD/CAE等計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)對(duì)在少自由度情況下機(jī)器人的機(jī)構(gòu)和靈活性等進(jìn)行了深入的探討，通過一次性機(jī)械調(diào)整達(dá)到對(duì)某一系列零件的自動(dòng)裝夾和卸料，通過盡量使用簡(jiǎn)單標(biāo)準(zhǔn)件和機(jī)械定位降低成本，通過調(diào)換不同的機(jī)械手爪提高機(jī)器人的柔性。同時(shí)，設(shè)計(jì)的裝夾機(jī)械手首次運(yùn)用非線性規(guī)劃技術(shù)得出其結(jié)構(gòu)最優(yōu)尺寸，運(yùn)用剛?cè)峄旌辖?、參?shù)優(yōu)化技術(shù)和極點(diǎn)配置技術(shù)提高運(yùn)動(dòng)的魯棒性；解決在保證機(jī)械手正常工作時(shí)快速有效定位的問題，并探索其實(shí)現(xiàn)最優(yōu)

2、控制的方法。
　　 文中首先介紹了國(guó)內(nèi)外工業(yè)機(jī)械手的研究現(xiàn)狀，探討了國(guó)內(nèi)工業(yè)機(jī)械手生產(chǎn)應(yīng)用中所存在的問題，以典型實(shí)例說明了有限元法的特性和結(jié)構(gòu)優(yōu)化在工程中的應(yīng)用。從新型數(shù)控裝夾機(jī)械手的構(gòu)形設(shè)計(jì)角度出發(fā)，確定了裝夾機(jī)械手的工作對(duì)象參數(shù)以及設(shè)計(jì)要求和目標(biāo)。針對(duì)設(shè)計(jì)要求提出了兩種設(shè)計(jì)方案，對(duì)方案進(jìn)行了分析對(duì)比，并確定了其中一種方案，給出判斷的理論依據(jù)。指出了設(shè)計(jì)過程中關(guān)鍵問題的解決方法，設(shè)計(jì)出了相應(yīng)的機(jī)械手結(jié)構(gòu)。利用CAD工具構(gòu)建三維

3、模型和搭建裝夾場(chǎng)景。
　　 其次研究了虛擬樣機(jī)技術(shù)及其在裝夾機(jī)械手中的應(yīng)用。根據(jù)裝夾機(jī)械手的特定需要選用合適的虛擬樣機(jī)分析模塊，對(duì)建立機(jī)械手虛擬樣機(jī)中關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析，提出了合理可行的分析方案。提出了實(shí)際分析中存在的問題：兼容性問題、單位和約束問題、仿真步長(zhǎng)及參數(shù)化選用不當(dāng)?shù)膯栴}等。通過ADAMS實(shí)現(xiàn)了裝夾機(jī)械手的虛擬樣機(jī)平臺(tái)。并且針對(duì)裝夾機(jī)械手設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)合理的問題，運(yùn)用合適的分析軟件(HYPERMESH/ANSYS/OPTIST

4、RUCT/LS-DYNA)對(duì)數(shù)控裝夾機(jī)械手進(jìn)行力學(xué)分析，并探討了網(wǎng)格質(zhì)量評(píng)價(jià)和求解方案選擇方法。實(shí)現(xiàn)了新型裝夾機(jī)械手的正向和側(cè)向靜力分析，并對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行總結(jié)。選擇機(jī)械手的底座進(jìn)行分析，對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化，比較優(yōu)化前后的模型結(jié)構(gòu)，確定合適的機(jī)械手底座的形狀。總結(jié)了靜力分析和結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化的關(guān)鍵問題。
　　 歸納了裝夾機(jī)械手的設(shè)計(jì)方法，并對(duì)其快速設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)行了總結(jié)。提出了在裝夾機(jī)械手的設(shè)計(jì)中聯(lián)合應(yīng)用CAD與CAE技術(shù)的新型設(shè)計(jì)方法