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基于分布重心的分拣码垛桁架机械手系统货位分配优化

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包装工程 2024年第11期45卷 198-203页

作者：崔维华尹书磊庄庆胥李明中铁十四局集团兖州国际陆港物流有限公司山东济宁272112 山东建筑大学信息与电气工程学院济南250101

目的提高大规模定制化按单生产应用场景下桁架机械手分拣码垛下线成品的作业效率。方法提出一种基于分布重心法的播种区货位分配法,针对分拣码垛桁架机械手系统的工作特点,建立设备分拣任务总时间数学模型,将其归结为以最小桁架机械手... 详细信息

目的提高大规模定制化按单生产应用场景下桁架机械手分拣码垛下线成品的作业效率。方法提出一种基于分布重心法的播种区货位分配法,针对分拣码垛桁架机械手系统的工作特点,建立设备分拣任务总时间数学模型,将其归结为以最小桁架机械手带载水平移动总时间为目标的播种区货位分配问题。根据待拣订单货品的初始数量和位置,构建订单–货品分布重心矩阵。在此基础上,依据分布重心系数由大到小的顺序对播种区内的货位进行订单分配。结果与货位随机分配法相比,采用分布重心法可以将桁架机械手带载水平移动时间平均缩短约28.14%,分拣任务总时间平均缩短约5.78%。结论通过货位分配的优化,有效缩短了桁架机械手完成分拣任务的时间,提高了系统分拣效率。

关键词：桁架机械手大规模定制分拣码垛货位分配

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某桁架机械手结构设计与刚度分析

科技资讯 2024年第11期 118-121页

作者：劳淞潘亚娟李贝刘宇新李福送黄昇王骏柳州职业技术学院柳州三松自动化技术有限公司柳州工学院

桁架机械手是自动焊接生产线的重要组成部分，为了满足某企业叉车门架自动焊接生产线大跨度、高载重、精度高的要求，设计开发出一款有效行程长为36 m、宽为9.76 m的桁架机械手，其最大载重1.5 t。为了确保其结构性能要求，利用有限元... 详细信息

桁架机械手是自动焊接生产线的重要组成部分，为了满足某企业叉车门架自动焊接生产线大跨度、高载重、精度高的要求，设计开发出一款有效行程长为36 m、宽为9.76 m的桁架机械手，其最大载重1.5 t。为了确保其结构性能要求，利用有限元分析工具，验证其最大变形量小于2 mm，结构刚度和强度都满足设计要求；同时桁架机械手制造出来后，经过现场装机测试验证，整体性能指标满足用户需求。

关键词：叉车门架桁架机械手结构设计有限元分析

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齿坯上下料桁架机械手研制

齿坯上下料桁架机械手研制

作者：芮鸿烨浙江科技学院

学位级别：硕士

我国是汽车制造大国,汽车产业是国民经济重要的支柱产业,其发展的快慢很大程度上影响着我国经济整体的发展状况。变速器是汽车的核心部件,目前在变速器齿轮加工领域,很多企业仍然采用人工手动上下料的方式进行齿坯数控加工,这种生产加... 详细信息

我国是汽车制造大国,汽车产业是国民经济重要的支柱产业,其发展的快慢很大程度上影响着我国经济整体的发展状况。变速器是汽车的核心部件,目前在变速器齿轮加工领域,很多企业仍然采用人工手动上下料的方式进行齿坯数控加工,这种生产加工方式制约了企业的生产效率,进而也影响到汽车变速器总产量的提升。为此针对某齿坯数控加工生产线设计了一种齿坯上下料桁架机械手来进行高效、稳定地上下料作业,从而实现变速器齿轮的自动化生产加工。首先,对齿坯数控加工生产线实际需求进行分析,运用模块化设计理念按照实现功能不同确定齿坯上下料桁架机械手的组成,并对其各个模块结构进行原理分析和设计,在此基础上结合技术设计要求完成气动执行元件和伺服驱动系统的选型设计;通过SOLIDWORKS软件对机械手进行建模,为下一步进行仿真分析奠定了基础。其次,通过ANSYS WORKBENCH软件对机械手工作过程中所受载荷最大、处于最危险状态的位置进行静态分析,验证其结构可靠性;对整体结构进行模态分析得出其固有频率和振型,并考虑到电机振动产生结构共振对末端执行器定位精度的影响,进行电机振动对竖梁末端连接法兰中心点的谐响应分析,分析出不适宜机械手工作的电机工作频段,为确保机械手稳定运行提供了理论依据。再次,基于改进的D-H法建立了机械手的连杆坐标系,得出其正运动学方程;通过MATLAB软件分析得到机械手在抓取过程中的位置姿态,同时确定其空间运动范围,验证机械手结构设计是否合理;运用Lagrange动力学法建立机械手的Lagrange动力学方程,并求解出机械手的最大驱动力;通过ADAMS软件进行机械手上下料过程的动力学仿真,得到机械手速度、驱动力随时间的变化曲线,将计算结果与ADAMS动力学仿真结果比较,进一步验证机械手运动时的稳定性。最后,对机械手的整个控制系统采用运动控制器+触摸屏的控制架构,根据控制要求,对硬件进行选型;进行机械手电气控制原理图的设计,根据原理图以及上下料工作流程对机械手控制系统进行模块化程序设计,同时对人机交互界面进行设计;完成实物样机的研制,进行工件搬运性能实验和重复定位精度实验。实验结果表明机械手能够稳定完成齿坯上下料任务,测定机械手重复定位精度在设计要求范围内,电机振动会造成机械手重复定位精度偏低,因此在编写上下料控制程序时需避开相应电机工作频段,确保机械手更为稳定地运行。

关键词：桁架机械手结构设计有限元分析 ADAMS仿真控制系统

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齿坯上下料桁架机械手结构设计与分析

浙江科技学院学报 2023年第3期35卷 234-242,258页

作者：徐爱群芮鸿烨浙江科技学院机械与能源工程学院杭州310023

【目的】为了满足某一齿坯数控加工生产线的实际工作需求,设计了一款可对两台具有不同加工工序要求的数控机床进行齿坯上下料的桁架机械手。【方法】首先对桁架机械手进行了总体设计并对其关键结构进行设计;其次通过ANSYS Workbench软... 详细信息

【目的】为了满足某一齿坯数控加工生产线的实际工作需求,设计了一款可对两台具有不同加工工序要求的数控机床进行齿坯上下料的桁架机械手。【方法】首先对桁架机械手进行了总体设计并对其关键结构进行设计;其次通过ANSYS Workbench软件对桁架机械手工作过程中的极限位置进行静态分析,得到变形和应力云图,验证结构的可靠程度;最后再对桁架机械手进行模态分析,提取出前8阶固有频率与振型,并以此进行电机振动对竖梁末端连接法兰中心点的谐响应分析,得到中心点位移频率图,分析出不适宜桁架机械手工作的电机工作频段。【结果】极限位置最大变形量为0.751 mm,最大应力为22.627 MPa,满足设计要求;5~7 Hz、13~17 Hz、30~33 Hz、43~46 Hz频段不适宜作为桁架机械手工作的电机工作频段。【结论】本研究结果可为后续桁架机械手的控制系统设计提供理论依据。

关键词：桁架机械手关键结构静力学分析谐响应分析

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发动机移栽桁架机械手的适应性设计与改造

设备管理与维修 2022年第9期 109-111页

作者：马金卫张锋卢浩鹏一拖(洛阳)柴油机有限公司河南洛阳471004

针对发动机移栽桁架机械手夹具与缸体多次产生干涉,导致导致缸体顶面划伤、缸体报废等问题进行分析,认为这主要是由于随动端油堵与夹具产生过定位。利用对缸体通用加工参数对机械手夹具进行适应性设计改造,通过利用缸体端面位置精度较... 详细信息

针对发动机移栽桁架机械手夹具与缸体多次产生干涉,导致导致缸体顶面划伤、缸体报废等问题进行分析,认为这主要是由于随动端油堵与夹具产生过定位。利用对缸体通用加工参数对机械手夹具进行适应性设计改造,通过利用缸体端面位置精度较高的Ф20 mm定位孔设计夹具结构,有效消除原有干涉因素,并针对两个系列缸体的不同结构进行兼容设计。

关键词：发动机桁架机械手随动板随动定位销

物件排放桁架机械手自顶向下的三维数字化设计方法研究

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现代制造工程 2021年第3期 15-20页

作者：慕杰翟雨生寇元宝煤炭科学研究总院北京100013 天地科技股份有限公司上海分公司上海200030

以物件排放桁架机械手的设计为例,运用SolidWorks软件,介绍了自顶向下的三维数字化设计方法过程。自顶向下的设计方法符合工程实践中从概念到具体模型的设计思路,能够将复杂装配体的设计化整为零,便于团队并行设计,可极大提高产品设计... 详细信息

以物件排放桁架机械手的设计为例,运用SolidWorks软件,介绍了自顶向下的三维数字化设计方法过程。自顶向下的设计方法符合工程实践中从概念到具体模型的设计思路,能够将复杂装配体的设计化整为零,便于团队并行设计,可极大提高产品设计效率和质量。

关键词：自顶向下桁架机械手数字化设计 SolidWorks软件

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工业制动器缸体桁架机械手自动线应用开发

制造技术与机床 2012年第8期 113-116页

作者：李玉荣宁夏小巨人机床有限公司技术部宁夏银川750002

桁架机械手在工业制动器缸体机械加工中的应用技术。

关键词：工业制动器缸体桁架机械手自动生产线

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上料桁架机械手刚柔耦合运动特性研究

机床与液压 2019年第23期47卷 11-16页

作者：李健洪马平刘杰廖能解赵虎广东工业大学机电工程学院广东广州510006 广州市敏嘉制造技术有限公司广东广州511453

为保证桁架机械手在高速及大行程工作范围中满足高精度、稳定可靠及大承载性能要求,采用刚柔耦合动力学分析方法对其运动特性进行分析。在桁架机械手的基本结构及工作流程的基础上,通过SolidWorks-RecurDyn平台建立多刚体动力学模型,利... 详细信息

为保证桁架机械手在高速及大行程工作范围中满足高精度、稳定可靠及大承载性能要求,采用刚柔耦合动力学分析方法对其运动特性进行分析。在桁架机械手的基本结构及工作流程的基础上,通过SolidWorks-RecurDyn平台建立多刚体动力学模型,利用Hertz理论计算齿轮齿条啮合刚度以及滑块导轨接触刚度来保证模型建立的准确性。并利用RecurDyn-ANSYS完成横梁(RFlex)及滑台(FFlex)的柔性体建模工作,最终建立桁架机械手刚柔耦合动力学模型。通过对桁架机械手刚柔耦合运动特性分析,研究关键部件柔性化对桁架机械手末端执行器运动精度的影响,通过仿真发现运动过程中等效质量块质心的实际轨迹与理想轨迹在X、Y、Z方向的差值分别为±0.06、±0.72、±0.06 mm,以此评定其运动精度为±0.72 mm,不满足±0.2 mm的技术要求。因此,采用加固结构方法,通过对横梁横截面进行改进。结构改进后的运动精度为±0.17 mm,满足了技术要求。

关键词：桁架机械手刚柔耦合柔性体运动特性运动精度结构改进

汽车变速箱齿轮、输入轴、输出轴桁架机械手自动线应用开发

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制造技术与机床 2016年第3期 40-45页

作者：王珺宁夏巨能机器人系统有限公司宁夏银川750021

围绕汽车变速箱齿轮、输入输出轴制造行业车削加工需要解决的自动化问题,建立包括主机设备、机械手自动上下料系统、物流传输系统、信息化生产管理系统为一体的自动生产线。为了解决斜齿轮在整个工序加工过程中,需要旋转一定角度上料,... 详细信息

围绕汽车变速箱齿轮、输入输出轴制造行业车削加工需要解决的自动化问题,建立包括主机设备、机械手自动上下料系统、物流传输系统、信息化生产管理系统为一体的自动生产线。为了解决斜齿轮在整个工序加工过程中,需要旋转一定角度上料,创新设计了特殊机构,实现斜齿轮的自动上下料需求。

关键词：汽车变速箱齿轮输入轴输出轴车削加工桁架机械手自动生产线