電飯鍋內膽拉深工藝高速上下料機器人本體結構的設計與優(yōu)化.pdf

1、目前,國內電飯鍋內膽拉深工藝基本采用傳統(tǒng)的人工上下料方式,從而導致加工效率低、產(chǎn)品質量差、操作人員勞動強度大及安全性不高等諸多弊端。隨著勞動力成本的迅速增加和制造業(yè)產(chǎn)業(yè)升級的迫切需要,這種嚴重依靠廉價勞動力的生產(chǎn)制造方式已經(jīng)不能適應沖壓制造業(yè)高速自動化發(fā)展的需要,因此實現(xiàn)電飯鍋內膽拉深工藝自動化生產(chǎn)迫在眉睫。為此,研制開發(fā)用于中小型企業(yè)進行自動化改造升級的經(jīng)濟型高速上下料機器人具有重要的現(xiàn)實意義。
　　本文結合湛江市五星電器有限公

2、司電飯鍋內膽拉深工藝生產(chǎn)的實際需要,在對企業(yè)現(xiàn)有的沖壓設備及內膽加工工藝流程進行系統(tǒng)的分析的基礎上,提出符合生產(chǎn)實際需要的自動生產(chǎn)線改造方案。據(jù)此,開發(fā)設計電飯鍋內膽拉深工藝高速上下料直角坐標機器人,針對沖壓機工作空間行程較長的問題(有效行程900mm),在機器人懸臂軸上加裝短距離(400mm)輕型氣缸,有效解決了長懸臂上下料的技術難題,開發(fā)設計出電飯鍋拉深工藝高速上下料直角坐標機器人,并對重要零部件進行選型和驗算。
　　針對所設

3、計的機器人懸臂軸(Y軸)可能存在的剛度不足及抖振問題,本文以有限元軟件ANSYS Workbench為平臺,應用人工免疫克隆選擇算法結構優(yōu)化方法對機器人懸臂軸的底板剛度進行優(yōu)化,優(yōu)化結果表明在質量只增加0.02kg的情況下,其剛度變形量減少了37.5％,應力值減小了37.5%,有效提高了機器人的剛度和強度。然后利用專業(yè)的動力學仿真軟件ADAMS從運動學及動力學角度對直角坐標機器人的運動工況進行系統(tǒng)的仿真分析。分析結果表明采取增加懸臂軸固

4、定支撐及阻尼比、增加緩沖塊和調整脈沖避開共振頻率段等措施可有效預防機器人懸臂軸工作時的抖動不穩(wěn)定性。
　　最后對開發(fā)的直角坐標機器人樣機進行剛度及振動穩(wěn)定性試驗驗證。應用動態(tài)應變儀及多組應變片半橋盒接線法對機器人懸臂軸剛度進行測試,測試結果表明整個機器人的本體結構剛度滿足要求。在此基礎上進行振動穩(wěn)定性實驗研究,首先采用單點多次測量錘擊法測出懸臂軸的固有頻率,旨在避開上下料機器人的工作頻率和固有頻率,防止發(fā)生共振;其次應用加速度傳感