硫化机上下料机器人夹持机构的设计与实现

摘要

工业机器人,也被称为机械手,其应用范围涉及多个领域。夹持机构通常安装于机器人的末端,直接和工件接触,因此,工业机器人的性能与夹持机构的性能密切相关。
　　现今,国内很多轮胎厂的硫化机的上下料工作仍由人工完成,生产效率十分低下,并且劳动强度较大。为了提高其生产效率,降低生产成本,实现上下料工作的自动化,使其能够更好的适应现代化大生产的需要,本文将结合机器人技术,尝试用机器人系统代替人工操作。机器人技术已经较为成熟,而轮胎生胎较软,熟胎会嵌在模具内,难以取出,因此机器人末端夹持机构的开发便成为实现硫化机上下料过程自动化的重点和难点。本设计充分考虑硫化机上下料机器人的工作环境以及硫化过程具体工艺的需求,并以此为基础开发出一套结构简单,使用方便,并充分采用模块化、标准化通用配件的夹持机构,以期实现硫化过程(上料、下料、加工)的自动化。
　　本次设计的机器人夹持机构要实现三种功能:撑起生胎、下压生胎、取出熟胎,因此根据机械设计的相关原理,结合依次对应三种机构,即内撑机构、下压机构和外推机构。通过ADAMS仿真软件对夹持机构的各个机构进行了动力学分析,同时利用有限元分析方法,借助 ANSYS软件分析相关构件的变形情况,从理论上验证该机构的可行性。
　　本论文主要对于内撑机构、下压机构和外推机构进行了设计和研究。内容主要包括:夹持机构总体方案的确定,各个机构的设计、建模和仿真,最后通过现场实验验证设计的可行性。