仿手指的自适应柔性夹具的关键技术研究

摘要

工业夹具是机械制造过程中用来固定加工对象,使之占有正确的位置,以接受加工或检测的装置,对实现生产自动化,推动工业生产有重要作用。夹具能较好地保证产品质量,大大提高生产效率,能有效减轻劳动强度,扩大机床使用范围,在缩短产品试制周期等方面都具有重要意义。因此,对仿手指自适应柔性夹具的关键技术进行研究具有十分重要的理论意义和现实意义。本课题主要完成的设计研究如下:
　　 ①介绍了夹具的发展历史、研究现状和发展趋势以及社会价值和经济价值。结合目前夹具存在的一系列问题提出了一种仿手指的自适应柔性夹具。
　　 ②本夹具采用柔性机构,提高整体自由度,能较好的完成一系列复杂的动作,为了减少工件的安装(工序)次数,对夹具进行一次装夹多面加工的结构设计和三维建模。
　　 ③为减少仿手指在制作过程中出现死点或是运动不畅,在进行整体结构设计前,运用动力学的理论进行了运动学分析验证;并在三维建模后,利用多体动力学软件对其进行了动力学分析。
　　 ④提出了仿手指的自适应柔性夹具多领域仿真研究的理论与方法:采用AMESim软件对仿手指夹具的上臂及下臂机电液系统进行了仿真分析,仿真结果表明,当系统中加入PID控制器时,系统的液压冲击得到缓解,系统的响应速度得到提高,下臂举升系统及夹手伸长液压缸的控制精度得到显著提高,并达到设计要求。
　　 ⑤对仿手指的自适应柔性夹具进行了控制电路设计和软件程序设计。为了让仿手指的自适应柔性夹具能克服各种复杂工作环境的影响且依旧能满足所要求的工作精度,在驱动原理和控制方式的设计上就不能按照传统的夹具设计来进行,必须要有所创新。