金属焊丝盘数控弯丝机械手结构设计与研究

发布时间：2020-03-23 19:42

【摘要】：随着“中国制造2025”规划纲要的全面实施,加快制造业全面升级,将是近几年一个重要的发展趋势。据资料显示,我国金属线材的使用量居世界第一,主要集中在汽车、建筑、家具、航空等行业。焊丝盘,是用来存贮焊丝的一种装置。目前焊丝盘主要分为两种:一种是塑料焊丝盘,另外一种是金属焊丝盘。绝大多数的塑料焊丝盘采用的是废弃塑料,很难通过大自然的力量进行降解,并且无法重复利用。随着2017年《新环保法》的实施,国家加大了对企业污染排放的惩治力度。相比塑料焊丝盘,金属焊丝盘使用的都是金属材质,不仅可以重复利用,而且还对环境没有污染,因此,金属焊丝盘必将取代塑料焊丝盘。金属线材的弯曲设备有:数控弯箍机、数控弯簧机、数控弯管机、数控弯丝机等。大部分的金属线材弯曲设备只能进行二维成型,三维成型主要是在二维成型的基础上依靠人工与模具的相互配合来完成的,不仅费时费力,并且还带有一定的危险性,形成的三维零件也比较简单。梅花骨架式金属焊丝盘是金属焊丝盘中的一种常见的结构类型,它是一种三维封闭结构,形状不仅复杂,成型也比较麻烦。本文在结合国内外相关弯曲设备的发展现状以及前期课题组研究的基础上,设计了一种生产金属焊丝盘专用的弯丝机械手,具体做了如下工作:(1)对前期课题组所做的校直机构、送丝机构、剪切机构做了简短的性能介绍,对金属焊丝盘数控弯丝机械手给出了具体的设计方案以及对工作流程和原理做了介绍。(2)利用PRO/E三维制图软件对弯丝机械手的具体结构进行了设计,包括:底座、丝杠组件、滑台、大臂、小臂、手部组件、弯曲模具机构等,对丝杠和滑轨进行了选型和校核,并对步进电机和气缸进行了选型和计算。(3)计算了弯丝机械手的正运动学方程和逆运动学方程,并分别用图解法和数值法求解了机械手的的工作空间,得出了机械手的工作空间范围,两种方法的结果保持一致,验证了金属焊丝盘弯丝机械手结构设计的合理性。(4)对金属焊丝盘弯丝机械手的手臂组件利用ANSYS Workbench进行了静力学分析和模态分析,对小臂进行了结构优化,在满足强度的情况下,质量得到了减轻,保证了机械手结构的稳定,安全,并为金属焊丝盘数控弯丝机械手其它结构的优化设计提供了依据。
【图文】：

金属焊丝盘数控弯丝机械手结构设计与研究

塑料焊丝盘Fig1.1Plasticwireplate

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图 1.2 金属焊丝盘骨架结构图Fig1.2 Structure diagram of metal wire disk skeleton盘数控弯丝机械手的研究意义显示，，我国金属线材的需求量非常大。但由于国内
【学位授予单位】：青岛大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TP241;TG422.3

【参考文献】