電飯鍋內(nèi)膽拉深工藝高速上下料機(jī)器人本體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化.pdf

1、目前,國內(nèi)電飯鍋內(nèi)膽拉深工藝基本采用傳統(tǒng)的人工上下料方式,從而導(dǎo)致加工效率低、產(chǎn)品質(zhì)量差、操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度大及安全性不高等諸多弊端。隨著勞動(dòng)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(yán)重依靠廉價(jià)勞動(dòng)力的生產(chǎn)制造方式已經(jīng)不能適應(yīng)沖壓制造業(yè)高速自動(dòng)化發(fā)展的需要,因此實(shí)現(xiàn)電飯鍋內(nèi)膽拉深工藝自動(dòng)化生產(chǎn)迫在眉睫。為此,研制開發(fā)用于中小型企業(yè)進(jìn)行自動(dòng)化改造升級的經(jīng)濟(jì)型高速上下料機(jī)器人具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文結(jié)合湛江市五星電器有限公

2、司電飯鍋內(nèi)膽拉深工藝生產(chǎn)的實(shí)際需要,在對企業(yè)現(xiàn)有的沖壓設(shè)備及內(nèi)膽加工工藝流程進(jìn)行系統(tǒng)的分析的基礎(chǔ)上,提出符合生產(chǎn)實(shí)際需要的自動(dòng)生產(chǎn)線改造方案。據(jù)此,開發(fā)設(shè)計(jì)電飯鍋內(nèi)膽拉深工藝高速上下料直角坐標(biāo)機(jī)器人,針對沖壓機(jī)工作空間行程較長的問題(有效行程900mm),在機(jī)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(shù)難題,開發(fā)設(shè)計(jì)出電飯鍋拉深工藝高速上下料直角坐標(biāo)機(jī)器人,并對重要零部件進(jìn)行選型和驗(yàn)算。
　　針對所設(shè)

3、計(jì)的機(jī)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(tái),應(yīng)用人工免疫克隆選擇算法結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法對機(jī)器人懸臂軸的底板剛度進(jìn)行優(yōu)化,優(yōu)化結(jié)果表明在質(zhì)量只增加0.02kg的情況下,其剛度變形量減少了37.5％,應(yīng)力值減小了37.5%,有效提高了機(jī)器人的剛度和強(qiáng)度。然后利用專業(yè)的動(dòng)力學(xué)仿真軟件ADAMS從運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)角度對直角坐標(biāo)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)工況進(jìn)行系統(tǒng)的仿真分析。分析結(jié)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(diào)整脈沖避開共振頻率段等措施可有效預(yù)防機(jī)器人懸臂軸工作時(shí)的抖動(dòng)不穩(wěn)定性。
　　最后對開發(fā)的直角坐標(biāo)機(jī)器人樣機(jī)進(jìn)行剛度及振動(dòng)穩(wěn)定性試驗(yàn)驗(yàn)證。應(yīng)用動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀及多組應(yīng)變片半橋盒接線法對機(jī)器人懸臂軸剛度進(jìn)行測試,測試結(jié)果表明整個(gè)機(jī)器人的本體結(jié)構(gòu)剛度滿足要求。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行振動(dòng)穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)研究,首先采用單點(diǎn)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(jī)器人的工作頻率和固有頻率,防止發(fā)生共振;其次應(yīng)用加速度傳感