侧取式注塑机械手及上下料机构的设计与研究

摘要

随着制造业转型升级及自动化的需求，注塑生产也向着高效、自动、高柔性的方向发展。传统注塑生产手工取件、摆料的工作方式，不适合当前社会对注塑制品的需求，而注塑工业机械手恰恰改进了这一现状，使得注塑效率大大提高。在注塑生产中工业机械手不仅能够提高注塑生产效率、降低废品率、稳定产品质量，同时也改善工厂的生产环境，降低操作者的劳动程度最终达到安全生产的目的。注塑机械手在注塑行业的应用，具有广阔的市场前景。
　　现阶段，手机已经成为人们生活中不可或缺的产品。根据有关资料显示，2014年1-6月中国手机产量为8.46亿台。手机外壳作为手机的重要组成部分，其需求量及产量亦是相当可观的。注塑手机外壳主要工序为上料、注塑、下料。现在主要采用人工操作，不仅效率低下，产品质量也不稳定，严重影响了企业的市场竞争力。
　　本文从当前注塑机械手的发展及现状出发，设计与研究了一种应用于手机外壳生产的立式注塑机用侧取式注塑机械手及上下料机构，具体研究内容如下:
　　1、对当前手机外壳注塑生产的工艺要求，立式注塑机的工作方式和机构特点以及现场加工的工作要求做了研究，提出了侧取式注塑机械手具备更加优秀的性能特点，给出了侧取式注塑机械手及上下料机构的总体方案并论述了其工作原理。
　　2、对总体方案的各个部分进行分析:
　　(1)机械部分:根据手机工艺要求，制定了侧取式注塑机械手应该完成的对工件上料、注塑、下料的工作流程;并设计了对应的取件、放件、输送结构，包括机械手、双层滑台、输送带等。
　　(2)气动部分:根据气动系统的工作原理，设计了实现工件抓取，放下动作所需重要气动元器件并对真空泵和气缸进行了选型和计算。
　　(3)对机械手的关键部位进行有限元分析:包括静力分析、模态分析，验证设计结果，确保机械手的结构稳定，运行安全，节能高效。
　　本项目设计与研究的侧取式注塑机械手及上下料机构区别于传统的注塑机械手立于定模侧的方式，开发出龙门侧取式机型，使立式注塑生产能够高效快速的完成产品的取放、上下料工作，提高了手机注塑的生产效率，实现了注塑加工高效、稳定、安全的生产方式，为注塑加工生产以及中小型企业发展带来巨大的社会及经济效益。

目录

摘要

英文封面

1 绪论

1．1 国内外发展状况

1．1．1 工业机器人的国内外发展状况

1．1．2 注塑机器人的发展状况

1．2 研究意义

1．3 研究内容

1．4 本章小结

2 侧取式注塑机械手及上下料机构总体方案设计

2．1 注塑机介绍

2．1．1 注塑机分类

2．1．2 立式注塑机的组成及分类

2．2 手机外壳注塑的工艺要求

2．3 侧取式注塑机械手及上下料机构的总体方案设计

2．4 本章小结

3 侧取式注塑机械手及上下料机构机械部分的设计与分析

3．1 侧取式注塑机械手及上下料机构机械部分设计要求

3．2 上料机构机械部分设计与研究

3．2．1 上料区双层滑台的基本结构和工作原理

3．2．2 滑台关键部件的选型和设计

3．2．3 加热机构的设计

3．3 侧取式注塑机械手机械部分设计与研究

3．3．1 侧取式注塑机械手的基本结构和原理

3．3．2 机械手关键部位的设计与计算

3．3．3 横梁强度校核

3．4 下料机构机械部分设计与分析

3．5 本章小结

4 侧取式注塑机械手气动系统设计与分析

4．1 气动技术概述

4．1．1 气动技术概念

4．1．2 气动技术特点

4．1．3 气动技术原理及组成

4．2 侧取式注塑机械手气动系统设计

4．3 气动系统真空元件设计与选型

4．3．1 侧取式注塑机械手治具

4．3．2 气缸的选型与计算

4．3．3 真空吸盘的选型与计算

4．3．4 真空发生器和真空压力开关的选型

4．4 其他真空元件的选型

4．5 本章小结

5 侧取式注塑机械手的有限元分析

5．1 有限元分析与软件介绍

5．1．1 有限元的概述

5．1．2 有限元软件Workbench的介绍

5．2 横梁和引拔梁静力分析

5．2．1 静力分析

5．2．2 横梁静力分析

5．2．3 引拔梁静力分析

5．3 机械手模型模态分析

5．3．1 模态分析

5．3．2 模型模态分析

5．4 本章小结

总结与展望

参考文献

致谢

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