基于虛擬設計技術的全自動寶石磨拋機的設計與研究.pdf

1、為了解決我國現(xiàn)有寶石加工行業(yè)生產(chǎn)效率低、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定和自動化程度低的問題，本文使用虛擬設計技術設計并研究了一款全自動寶石磨拋機床和其相應的上下料機器人，全文主要開展了以下幾個方面的工作：
　?。?）根據(jù)設計要求和標準，對磨拋機的主軸系統(tǒng)、垂直升降系統(tǒng)和機床箱體進行了設計和有限元分析，得到了各主要部件的靜動態(tài)分析結(jié)果，從而驗證了設計的可行性。并且在這一過程中提出了一種使用彈簧單元代替主軸軸承的立式主軸的有限元建模方法；
　　

2、（2）利用APDL語言編程，建立了主軸的參數(shù)化模型，將附加質(zhì)量和軸承剛度作為變量，同時改變兩個變量，對主軸靜動態(tài)特性的變化情況進行了分析，從而得到了主軸的優(yōu)化方案，可使主軸的靜位移量減小0.007％，第一階固有頻率提高34%， X向諧響位移減小40%，Y向諧響應位移減小23%，能夠有效地提高機床的加工精度；
　?。?）對上下料機器人的自由度數(shù)量、關節(jié)分布、驅(qū)動和傳動方式以及各部件的結(jié)構進行了設計，針對機器人的小臂和大臂進行了有限元

3、靜態(tài)和模態(tài)分析，從而驗證了本次設計的合理性。并且在這一過程中還計算得到了小臂和大臂的靜位移量結(jié)果，通過與仿真結(jié)果的對比驗證了本次仿真建模的正確性；
　?。?）使用 APDL語言編寫相關程序，對機器人的小臂和大臂進行了尺寸優(yōu)化和結(jié)構拓撲優(yōu)化，不僅使小臂和大臂的重量分別減輕了72.5%和60%，使小臂的第一階固有頻率提高了98.3%，最大靜位移量和最大應力集中值分別減小了19.8%和24.4%，還使大臂的第一階固有頻率提高了44.6%