离合器外圈钻孔专用机床的设计与研究

针对目前离合器外圈钻孔领域存在的钻孔效率低、自动化水平不高等问题,结合实际生产工艺设计,研制了一种多工位离合器外圈自动钻孔装备。该自动钻孔机由自动上料装置、多工位转盘装置、自动下料装置,PLC以及人机交互控制系统等组成,能够实现产品的上料、钻孔、倒角以及下料等功能。经生产实践证明,该装备操作简单、安全可靠,生产效率及自动化水平高,使用维护方便,能够满足企业的实际生产需求。

基于ANSYS的系列铜管夹具优化设计

针对四通阀铜管在管端倒角作业中的装夹问题,设计了一种采用外圆定位装夹的系列铜管握夹夹具,实现了对于系列铜管内管面无损伤的定位装夹。夹具结构初步设计后,对夹具装夹的铜管进行静力学分析。验证出铜管变形未超出工艺要求,证明了夹具结构的可行性。之后针对各设计参数进行灵敏度分析,通过响应面法优化设计参数,保证在不增大夹具整体质量的情况下,铜管所产生的静变形量和最大等效应力最小。结果表明:在保证夹具整体质量的情况下,铜管所受最大变形量减少了24.4%,最大等效应力降低了28.5%。

基于双目立体视觉的电解阴极铜板三维重建研究

针对电解生产阴极铜过程中对其表面质量监测的需求,提出基于双目立体视觉技术进行阴极铜表面具有深度信息瑕疵三维重建方法。首先通过分析大视场下平行双目检测精度模型,建立具有宽基线的双目立体结构,保证定位理论精度。然后为了进行基于SGBM的三维重建,利用稀疏特征点匹配缩小视差搜索范围,提升宽基线稠密立体匹配的效率及精度。使用设计系统进行测量实验,结果表明:该方法实现了对具有瑕疵的电解阴极铜板误差1 mm内的三维重建。这对于电解生产过程中的质量监测具有重要意义,可以帮助及时发现和定位表面瑕疵,从而提高产品质量并减少生产成本。

基于改进Hough变换的堆叠工件定位方法

针对企业喷砂上料桁架机器人视觉系统中堆叠叉车工件难以识别问题,提出了一种改进的角约束的概率Hough变换直线检测算法,基于叉车工件边缘交叉点的判别依据制定直线分组规则,完成对堆叠叉车工件的识别与定位。结果表明,在堆叠不整齐、表面不一致等情况下,改进的概率Hough变换算法能准确检测边缘直线且精确定位不同型号叉车工件的中心点,为工业生产线实现对叉车工件的抓取提供支持,节约人力成本。

复合式手爪设计及应用

针对多规格、堆叠码放的重型液压叉车工件的上料需求,设计了一种面向桁架式上料机器人的复合式手爪。该复合式手爪由电磁铁吸盘与气动夹爪组成,具有抓取面自适应、抓取后机构自锁紧保护等特点。复合式手爪可灵活组合成适用不同规格工件的执行器,满足叉车类工件的抓取和搬运需求。论文分析了复合式手爪、复合式手爪组合执行器的结构及工作原理,以及执行器对叉车工件吸附提起和锁紧搬运的过程;对关键部件,利用ANSYS软件进行仿真分析,验证了夹爪结构的可靠性;并利用ADAMS软件对执行器在搬运工况下进行动力学仿真,得到上料过程的速度、加速度及手爪受力变化曲线,验证了复合式手爪组合执行器结构的稳定性和可靠性,满足设计要求。

系列多孔焊接件专用夹具设计与优化

为解决系列多孔焊接件在钻削加工中采用通用夹具定位装夹困难、人工二次定位装夹效率低下且加工质量难以保证的问题,采用模块化组合式设计方法设计了组合连杆对向式夹紧装置和虎口压力钳自适应夹紧装置,实现对系列多孔焊接件的自适应定位装夹。为进一步提高设计夹具可靠性,对设计方案进行仿真优化,通过对筋板长臂端最大应力和最大位移产生的主要原因进行分析,设计了一种自锁式辅撑装置,并以此分别建立夹紧力为7500 N、7000 N、6500 N、6000 N、5500 N的对照实验。结果表明:自锁式辅撑装置可有效减小最大位移,减幅可达10.8%,以及可在不影响夹具夹持刚性的前提下减小夹紧筋板长臂端所需的夹紧力;夹紧力与最大应力成正比,与最大位移成反比;实际所需夹紧力的合理取值范围为6500 N~7000 N。

协作机器人结构设计及齿轮传动系统仿真

本文针对看守所传统送餐方式存在安全性差、效率低的问题,研制了一款实现特种场所无人化送餐的协作式机器人,并对其关键传动系统进行有限元分析。结合Solidworks软件设计了整机三维模型,采用模态分析与瞬态动力学仿真分析相结合的手段,研究了机械臂旋转模块中的齿轮传动系统非线性动力学特性。仿真结果显示:齿轮系统的前8阶固有频率远高于共振频率,在不同扭矩输入下,最大变形量为1.729 mm,最大应力值为723.1 Pa。基于赫兹理论得到齿轮接触面疲劳强度极限为6.3258 Mpa,低于材料屈服强度。与有限元分析结果进行对比,验证装置在强度、刚度以及动态响应方面均符合工程设计要求,为后续研发和优化提供了理论依据。目前对样机已完成调试,结果良好,具有广阔的应用前景。