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全自动下线压接设备被广泛应用于线束加工行业,这种设备不仅保证了加工效率并且降低了劳动力成本,同时也提高了产品的质量,对汽车线束加工行业具有重要的实际意义。此种设备涉及一种抓线机械手主要用于抓取电线,其结构复杂,应用工况条件也很复杂,其结构设计的难度很大。这种抓线机械手的设计往往需要配合传动机构做大量的计算,尤其是在与之匹配的伺服电机的选取方面;传统上以经验设计为主,抓手机构的整体惯量往往与伺服电机的惯量匹配存在一定的误差,这可能造成整个系统的不稳定,甚至对产品的加工质量造成严重影响。本文以一种抓线机械手为对象,通过计算抓线机械手与伺服电机的惯量匹配,并借助ANSYS软件,对机械臂抓手机构力学分析和优化,使抓手在抓取大平方线缆时夹持力稳定不产生打滑,将分析结果用于实际的使用当中进行验证。 本研究主要内容包括:⑴根据抓线机械手的工作模式,计算了丝杠传动机构的转动惯量和在各种工况下的负载转矩,选择了与之匹配的伺服电机。计算分析结果表明抓手的转动惯量必须和伺服电机的转动惯量相匹配。⑵针对抓线机械手的结构特点,对关键零件“机械臂”用SolidWorks建模,并用ANSYS软件对机械臂原始结构进行应力、应变分析,在保证机械臂结构有足够的刚度、强度及稳定性的前提下,以机械臂质量最轻为目标,运用ANSYS软件的优化设计模块,针对机械臂的外形和悬臂长度参数进行优化分析。⑶通过重新设计抓手气缸,使气缸夹持力增大一倍保证抓手在夹持不同规格的线缆时不存在打滑现象,并通过研究不同形状的刀片对剥线阻力的影响来间接提高抓手的夹持力。