面向注塑生產(chǎn)線的全伺服注塑機(jī)械手的設(shè)計(jì)與研究

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1、：１論文分類號：２學(xué)校代碼０７０８學(xué)號：１５０５０３４ＳＨＡＡＮＸｔＵＮｔＶＥＲＳＩＴＹＯＦＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ碩士學(xué)位論文Ｔ’ｈｅｓｉｓｆｏｒＭａｓｔｅｒｓＤｅｇｒｅｅ面向注塑生產(chǎn)線的全伺服注塑機(jī)械手的設(shè)計(jì)與研究學(xué)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(xué)位授予單位：陜西科技大學(xué)申請工學(xué)碩士學(xué)位論文論文題目：面向注塑生產(chǎn)線的全伺服注塑機(jī)械手的設(shè)計(jì)與研究學(xué)科門類：工學(xué)一級學(xué)科：材料科學(xué)與工程培養(yǎng)單位：機(jī)電工程學(xué)院碩

2、士生：申嬌娟導(dǎo)師：葛正浩教授2018年5月DesignandExplorationofFullServoInjectionMoldingManipulatorinInjectionMoldingProductionLineAThesisSubmittedtoShaanxiUniversityofScienceandTechnologyinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringScienceByJiaojuanSh

3、enSupervisor:Prof.ZhenghaoGeMay2018面向注塑生產(chǎn)線的全伺服注塑機(jī)械手的設(shè)計(jì)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(chǎn)品的應(yīng)用范圍也越來越廣。但是，目前使用的注塑機(jī)械手不能很好的滿足注塑產(chǎn)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(chǎn)品，需要根據(jù)不同的產(chǎn)品設(shè)計(jì)相應(yīng)的夾具；對于發(fā)泡注塑成型產(chǎn)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(dǎo)致制件變形或損壞。因此，本文主要針對注塑機(jī)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(jī)械手的夾具不能滿足生產(chǎn)要求等問題進(jìn)行了研究。本文的主要研究內(nèi)容如下：（1）研究了注塑機(jī)械手在注塑生產(chǎn)線上的應(yīng)用。對注塑生產(chǎn)線的自動化、智能化及無人化的發(fā)展趨勢進(jìn)行了介紹；在此基礎(chǔ)上，對注塑機(jī)械手在注塑生產(chǎn)線上的應(yīng)用現(xiàn)狀以及應(yīng)用優(yōu)勢進(jìn)行了描述，并對注塑機(jī)械手的組成、分類和特點(diǎn)進(jìn)行了概述。（2）研究了全伺服注塑機(jī)械手執(zhí)行機(jī)構(gòu)的位姿精度。針對注塑生產(chǎn)線自動化的發(fā)展趨勢和常用的注塑機(jī)型號，擬定了全伺服橫走式注塑機(jī)械手的總體方案，并對機(jī)械手進(jìn)行設(shè)計(jì)與選型計(jì)算。在此基礎(chǔ)上，利用矩陣微分法建立了注塑機(jī)械手的靜態(tài)位姿誤

5、差模型，并分析了結(jié)構(gòu)參數(shù)誤差、運(yùn)動變量誤差和各個桿件誤差因素對機(jī)械手執(zhí)行機(jī)構(gòu)靜態(tài)位姿誤差的影響程度。利用攝動誤差補(bǔ)償法對注塑機(jī)械手存在的靜態(tài)位姿誤差進(jìn)行補(bǔ)償，結(jié)果表明補(bǔ)償后的位姿誤差能夠滿足注塑機(jī)械手的定位精度要求。（3）對埋入金屬嵌件的通用夾具進(jìn)行設(shè)計(jì)。針對電子產(chǎn)品輕便化的發(fā)展趨勢，對金屬嵌件注塑成型、金屬嵌件設(shè)計(jì)的要求以及嵌件注塑系統(tǒng)設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。針對注塑機(jī)械手埋入金屬嵌件時存在的技術(shù)問題，設(shè)計(jì)了一種通用的、兼容性好的注塑機(jī)械手夾具，從而提高了生產(chǎn)效率、降低了生產(chǎn)成本。（4）對柔性恒力手

6、爪進(jìn)行設(shè)計(jì)。針對發(fā)泡注塑成型產(chǎn)品內(nèi)部的多孔結(jié)構(gòu)，將柔性恒力機(jī)構(gòu)引入到注塑機(jī)械手的手部設(shè)計(jì)中，以保證制件在夾持過程中不會變形；并運(yùn)用粒子群優(yōu)化算法對該柔性恒力機(jī)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，根據(jù)優(yōu)化后的最優(yōu)解來設(shè)計(jì)注塑機(jī)械手的柔性恒力手爪。最后借助ANSYS對該柔I性恒力機(jī)構(gòu)進(jìn)行非線性靜力學(xué)分析，驗(yàn)證了該柔性恒力機(jī)構(gòu)的可行性。本文通過對全伺服注塑機(jī)械手執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行靜態(tài)位姿誤差和補(bǔ)償來提高機(jī)械手的定位精度，通過設(shè)計(jì)埋入金屬嵌件的通用夾具和注塑機(jī)械手的柔性恒力手爪來實(shí)現(xiàn)注塑產(chǎn)品的精密化、多樣化和批量化生產(chǎn)，對注塑生產(chǎn)線的自動化和智能

7、化發(fā)展具有重要的意義。關(guān)鍵詞：注塑生產(chǎn)線，全伺服注塑機(jī)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