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1、：１論文分類號：２學校代碼０７０８學號：１５０５０３４ＳＨＡＡＮＸｔＵＮｔＶＥＲＳＩＴＹＯＦＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ碩士學位論文Ｔ’ｈｅｓｉｓｆｏｒＭａｓｔｅｒｓＤｅｇｒｅｅ面向注塑生產線的全伺服注塑機械手的設計與研究學科工工程論文提交日期：２０１８年３月論文答辯日期：２０１８年５月學位授予單位：陜西科技大學申請工學碩士學位論文論文題目：面向注塑生產線的全伺服注塑機械手的設計與研究學科門類：工學一級學科：材料科學與工程培養(yǎng)單位：機電工程學院碩
2、士生：申嬌娟導師：葛正浩教授2018年5月DesignandExplorationofFullServoInjectionMoldingManipulatorinInjectionMoldingProductionLineAThesisSubmittedtoShaanxiUniversityofScienceandTechnologyinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringScienceByJiaojuanSh
3、enSupervisor:Prof.ZhenghaoGeMay2018面向注塑生產線的全伺服注塑機械手的設計與研究摘要近年來，注塑行業(yè)不斷朝著智能化和自動化的方向發(fā)展，隨之注塑產品的應用范圍也越來越廣。但是，目前使用的注塑機械手不能很好的滿足注塑產品精密化、多樣化和批量化的發(fā)展趨勢，對于金屬嵌件注塑成型產品，需要根據(jù)不同的產品設計相應的夾具；對于發(fā)泡注塑成型產品，現(xiàn)有的夾具不能保證恒定的夾持力，在夾持過程中可能會導致制件變形或損壞。因此，本文主要針對注塑機械手的定位精度較低以及金屬嵌件注塑成型和發(fā)泡注塑成型過
4、程中機械手的夾具不能滿足生產要求等問題進行了研究。本文的主要研究內容如下：（1）研究了注塑機械手在注塑生產線上的應用。對注塑生產線的自動化、智能化及無人化的發(fā)展趨勢進行了介紹；在此基礎上，對注塑機械手在注塑生產線上的應用現(xiàn)狀以及應用優(yōu)勢進行了描述，并對注塑機械手的組成、分類和特點進行了概述。（2）研究了全伺服注塑機械手執(zhí)行機構的位姿精度。針對注塑生產線自動化的發(fā)展趨勢和常用的注塑機型號，擬定了全伺服橫走式注塑機械手的總體方案，并對機械手進行設計與選型計算。在此基礎上，利用矩陣微分法建立了注塑機械手的靜態(tài)位姿誤
5、差模型，并分析了結構參數(shù)誤差、運動變量誤差和各個桿件誤差因素對機械手執(zhí)行機構靜態(tài)位姿誤差的影響程度。利用攝動誤差補償法對注塑機械手存在的靜態(tài)位姿誤差進行補償，結果表明補償后的位姿誤差能夠滿足注塑機械手的定位精度要求。（3）對埋入金屬嵌件的通用夾具進行設計。針對電子產品輕便化的發(fā)展趨勢，對金屬嵌件注塑成型、金屬嵌件設計的要求以及嵌件注塑系統(tǒng)設計的注意事項進行了詳細的介紹。針對注塑機械手埋入金屬嵌件時存在的技術問題，設計了一種通用的、兼容性好的注塑機械手夾具，從而提高了生產效率、降低了生產成本。（4）對柔性恒力手
6、爪進行設計。針對發(fā)泡注塑成型產品內部的多孔結構，將柔性恒力機構引入到注塑機械手的手部設計中，以保證制件在夾持過程中不會變形；并運用粒子群優(yōu)化算法對該柔性恒力機構進行優(yōu)化，根據(jù)優(yōu)化后的最優(yōu)解來設計注塑機械手的柔性恒力手爪。最后借助ANSYS對該柔I性恒力機構進行非線性靜力學分析，驗證了該柔性恒力機構的可行性。本文通過對全伺服注塑機械手執(zhí)行機構進行靜態(tài)位姿誤差和補償來提高機械手的定位精度，通過設計埋入金屬嵌件的通用夾具和注塑機械手的柔性恒力手爪來實現(xiàn)注塑產品的精密化、多樣化和批量化生產，對注塑生產線的自動化和智能
7、化發(fā)展具有重要的意義。關鍵詞：注塑生產線，全伺服注塑機械手，靜態(tài)位姿誤差，埋入金屬嵌件，柔性恒力手爪IIDesignandExplorationofFullServoInjectionMoldingManipulatorinInjectionMoldingProductionLineABSTRACTInrecentyears,theinjectionmoldingindustrycontinuestomovetowardintelligenceandautomation.Atthesametime,thesc
8、opeofapplicationofinjectionmoldingproductsisalsogrowing.However,injectionmoldingmanipulatorwhichiscurrentlyuseddoesn’tmeetthedevelopmenttrendofprecision,diversification,andmassproductionofinjectionmold
