四轴平移式快速冲压机械手的研制

发布时间：2017-10-14 19:06

  本文关键词：四轴平移式快速冲压机械手的研制

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【摘要】：冲压行业是机械制造业的一个基础行业,几乎所有的金属材料都需要经过加工后才能开始使用,而冲压工艺在金属成形工艺中占有十分重要的地位。冲压产品应用广泛,包括家电领域、汽车制造领域、航空航天领域、仪表领域及装备领域等。冲压行业的工作特点是工伤事故率较高,且工作环境噪音高、污染严重,而且据行业内测算,在珠三角地区,大中型冲压生产线超过一千条,产生用工荒的问题,所以实现冲压行业的自动化是解决这一问题的发展趋势。针对以上问题,本文开发了一台四轴平移式快速冲压机械手实现冲压工件的自动上下料及输送。通过实地考察,了解户外烧烤炉底盘工件的工作环境及生产过程和多机连线冲压生产线的组成模块,记录工人进行上下料及输送工件的完成时间,并查阅相关资料,分析冲压工艺的特点及现有机械手的种类,根据技术要求进行设计。首先,对户外烧烤炉底盘工件进行了工艺分析,介绍工件的冲压过程及冲压机的结构特点,对冲压自动化生产线有了初步的认识,为之后机械手的结构设计提供理论依据。其次,针对目前公司冲压生产的现状及存在的问题,提出了冲压机械手的总体方案。然后根据设计思路对机械手本体及中转站的构成模块进行了结构设计,利用三维软件Solidworks进行三维建模。并且利用ANSYS Workbench软件对重要零件进行了静力学分析,以保证其性能要求。根据各模块的需要,对伺服控制、真空元件及滚珠丝杆等标准件进行了选型与计算。零部件加工完成后进行装配,在装配过程中发现问题并及时解决,避免后期的调试运行出现结构上的问题。最后,就同步带传动系统的横向振动作了分析研究,利用ANSYS Workbench软件得出传动系统的最大变形量,并与实测结果比较。在静强度满足要求的前提下,对传动系统进行了谐响应分析,获得六阶共振频率,得出其中对系统影响最大的共振频率值。通过以上设计及分析,冲压机械手在位置精度、运行速度及生产效率等方面均达到技术要求,成功的研制出一台全自动冲压机械手。
【关键词】：冲压机械手 真空研究 静力学分析 横向振动 谐响应分析
【学位授予单位】：深圳大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG385;TP241
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 引言9
• 1.2 冲压生产线的发展现状9-12
• 1.3 冲压机械手的应用意义12-13
• 1.4 冲压机械手发展趋势13
• 1.5 课题来源和需要解决的问题13-14
• 1.6 课题的意义和创新点14-15
• 第2章 户外烧烤炉底盘工件工艺分析15-19
• 2.1 户外烧烤炉种类及工作原理15
• 2.2 底盘工件冲压工艺分析15-18
• 2.3 冲压机特点18
• 2.4 本章小结18-19
• 第3章 四轴平移式快速冲压机械手机械结构设计19-46
• 3.1 冲压机械手的要求19
• 3.2 冲压机械手动力源的选择19-20
• 3.3 冲压机械手坐标形式选择20-21
• 3.4 冲压机械手动作制定21-22
• 3.5 冲压机械手总体设计22-24
• 3.5.1 冲压机械手设计思路22
• 3.5.2 冲压机械手总体方案22-24
• 3.6 上料下料驱动模块24-27
• 3.6.1 上料下料驱动模块总体结构24
• 3.6.2 动力源选择24-25
• 3.6.3 丝杆螺母机构的安装与计算25-27
• 3.7 端拾器模块27-38
• 3.7.1 端拾器总体结构27-29
• 3.7.2 真空吸盘系统设计29-32
• 3.7.3 机械手臂及手臂固定板设计32-34
• 3.7.4 机械手臂静力学分析34-38
• 3.8 本体横向驱动模块38-41
• 3.8.1 整体结构设计38-39
• 3.8.2 带传动设计39-40
• 3.8.3 同步带及电机安装40-41
• 3.9 机械手本体整机三维图41
• 3.10 圆盘模块41-42
• 3.11 中转站横向驱动模块42-43
• 3.12 升降模块43-44
• 3.13 中转站整机三维图44-45
• 3.14 本章小结45-46
• 第4章 大跨度同步带传动系统的横向振动分析研究46-56
• 4.1 振动系统理论分析46-48
• 4.1.1 振动系统运动方程的建立46
• 4.1.2 振动系统的自然频率46-48
• 4.2 运动时振动系统理论分析48-49
• 4.2.1 弦的自振频率48
• 4.2.2 梁的自振频率48-49
• 4.2.3 弦、梁综合体的自振频率49
• 4.3 同步带传动系统软件分析49-53
• 4.4 同步带传动系统振动实测结果53-55
• 4.5 本章小结55-56
• 第5章 同步带传动系统谐响应分析研究56-61
• 5.1 谐响应分析理论基础56
• 5.2 谐响应分析的求解方法56-57
• 5.3 同步带传动系统的模态分析57-59
• 5.3.1 同步带系统模态分析理论基础57-58
• 5.3.2 同步带系统模态数值分析58-59
• 5.4 同步带传动系统的谐响应数值分析59-60
• 5.5 本章小结60-61
• 第6章 总结与展望61-63
• 6.1 总结61-62
• 6.2 展望62-63
• 参考文献63-67
• 致谢67-68
• 攻读硕士学位期间的研究成果68

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1 姜德卉;四轴平移式快速冲压机械手的研制[D];深圳大学;2016年

2 潘典旺;高速冲压机械手的研发[D];深圳大学;2016年

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本文编号：1032654