新型數(shù)控機床裝夾機械手設計與分析.pdf

1、本文研究了快速設計技術，運用CAD/CAE等計算機輔助技術對在少自由度情況下機器人的機構和靈活性等進行了深入的探討，通過一次性機械調(diào)整達到對某一系列零件的自動裝夾和卸料，通過盡量使用簡單標準件和機械定位降低成本，通過調(diào)換不同的機械手爪提高機器人的柔性。同時，設計的裝夾機械手首次運用非線性規(guī)劃技術得出其結(jié)構最優(yōu)尺寸，運用剛?cè)峄旌辖?、參?shù)優(yōu)化技術和極點配置技術提高運動的魯棒性；解決在保證機械手正常工作時快速有效定位的問題，并探索其實現(xiàn)最優(yōu)

2、控制的方法。
　　 文中首先介紹了國內(nèi)外工業(yè)機械手的研究現(xiàn)狀，探討了國內(nèi)工業(yè)機械手生產(chǎn)應用中所存在的問題，以典型實例說明了有限元法的特性和結(jié)構優(yōu)化在工程中的應用。從新型數(shù)控裝夾機械手的構形設計角度出發(fā)，確定了裝夾機械手的工作對象參數(shù)以及設計要求和目標。針對設計要求提出了兩種設計方案，對方案進行了分析對比，并確定了其中一種方案，給出判斷的理論依據(jù)。指出了設計過程中關鍵問題的解決方法，設計出了相應的機械手結(jié)構。利用CAD工具構建三維

3、模型和搭建裝夾場景。
　　 其次研究了虛擬樣機技術及其在裝夾機械手中的應用。根據(jù)裝夾機械手的特定需要選用合適的虛擬樣機分析模塊，對建立機械手虛擬樣機中關鍵技術進行分析，提出了合理可行的分析方案。提出了實際分析中存在的問題：兼容性問題、單位和約束問題、仿真步長及參數(shù)化選用不當?shù)膯栴}等。通過ADAMS實現(xiàn)了裝夾機械手的虛擬樣機平臺。并且針對裝夾機械手設計結(jié)構合理的問題，運用合適的分析軟件(HYPERMESH/ANSYS/OPTIST

4、RUCT/LS-DYNA)對數(shù)控裝夾機械手進行力學分析，并探討了網(wǎng)格質(zhì)量評價和求解方案選擇方法。實現(xiàn)了新型裝夾機械手的正向和側(cè)向靜力分析，并對分析結(jié)果進行總結(jié)。選擇機械手的底座進行分析，對其進行結(jié)構拓撲優(yōu)化，比較優(yōu)化前后的模型結(jié)構，確定合適的機械手底座的形狀。總結(jié)了靜力分析和結(jié)構拓撲優(yōu)化的關鍵問題。
　　 歸納了裝夾機械手的設計方法，并對其快速設計技術進行了總結(jié)。提出了在裝夾機械手的設計中聯(lián)合應用CAD與CAE技術的新型設計方法