注塑機(jī)械手執(zhí)行機(jī)構(gòu)與氣動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā).pdf

1、隨著注塑行業(yè)的快速發(fā)展，對于注塑生產(chǎn)企業(yè)的自動(dòng)化程度要求也越來越高。注塑機(jī)專用機(jī)械手能夠極大地提高注塑生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，同時(shí)還能避免由于人為操作失誤而造成的損失。氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)使用安全、可靠，可以在高溫、震動(dòng)、易燃、易爆、多塵埃、強(qiáng)磁、輻射等惡劣環(huán)境下工作。對于注塑企業(yè)來說，配備一種成本低、體積小、易操作、結(jié)構(gòu)簡單的注塑機(jī)專用機(jī)械手，已經(jīng)成為提高市場競爭力的必要手段。
　　本課題以注塑機(jī)取模機(jī)械手為研究對象，首先研究其執(zhí)行機(jī)

2、構(gòu)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程，然后對夾持機(jī)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)以提高夾持力，最后對機(jī)械手的虛擬模型進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真分析以對設(shè)計(jì)過程提供數(shù)據(jù)支持。論文主要工作內(nèi)容如下:
　　(1)為了提升機(jī)械手的通用性和互換性，使機(jī)械手得到標(biāo)準(zhǔn)化制造和應(yīng)用，采用模塊化的設(shè)計(jì)思想，完成了機(jī)械手執(zhí)行機(jī)構(gòu)的分析與設(shè)計(jì)。首先，論述了機(jī)械手坐標(biāo)形式的比較與選擇，介紹了機(jī)械手的工作過程和各工位的時(shí)間分配。然后，制定了機(jī)械手的基本參數(shù)，設(shè)計(jì)了執(zhí)行機(jī)構(gòu)的組成模塊。最后，完成了三

3、維模型的建立。
　　(2)針對執(zhí)行機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)裝置和控制模塊，完成了機(jī)械手驅(qū)動(dòng)與控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)。首先，論述了驅(qū)動(dòng)方式的比較與選擇，設(shè)計(jì)了氣動(dòng)基本回路和位置控制回路。然后，論述了氣壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)原理，完成了氣動(dòng)元件的選取與計(jì)算。最后，確定了控制系統(tǒng)的輸入和輸出點(diǎn)，設(shè)計(jì)了外部接線圖，完成了控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)。
　　(3)為了提高夾持機(jī)構(gòu)的夾持力，完成了機(jī)械手夾持機(jī)構(gòu)的參數(shù)化建模和優(yōu)化設(shè)計(jì)。首先，闡述了ADAMS的仿真原理與

4、主要模塊的作用，通過ADAMS軟件，采用參數(shù)化點(diǎn)的方法，建立了夾持機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)模型并簡化，包括零件、約束副和驅(qū)動(dòng)，并對模型進(jìn)行了測試。然后，通過細(xì)化模型，建立設(shè)計(jì)變量，對所有的設(shè)計(jì)變量分別進(jìn)行設(shè)計(jì)研究分析，得到設(shè)計(jì)變量對夾緊力的影響程度。最后，對機(jī)械手夾持機(jī)構(gòu)模型進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，通過修改設(shè)計(jì)變量，對設(shè)計(jì)點(diǎn)坐標(biāo)多次優(yōu)化迭代，找到了一個(gè)最優(yōu)點(diǎn)，并自動(dòng)生成新的樣機(jī)模型，得到最優(yōu)機(jī)構(gòu)性能的設(shè)計(jì)參數(shù)。
　　(4)為了方便日后機(jī)械手的軌跡規(guī)劃、