孙明迁， 唐火红， 骆敏舟， 陈 伟

（1.合肥工业大学 机械与汽车工程学院，安徽 合肥 230009；2.中国科学院 常州先进制造技术研究所，江苏 常州 213164）

随着工业自动化程度和包装技术的快速发展，先进、快速、稳定的自动化设备需求日益增大，高水平全自动套袋机作为自动化包装生产线的重要设备，代替人工劳动完成套袋工作，其研究受到前所未有的关注［1］。上袋机械手是全自动套袋机的关键部件，其合理性和动态性能的优劣影响着套袋速度、准确性和成功率。

本文模仿人工套袋动作设计上袋机械手，对不同工况下的上袋机械手进行动态性能仿真分析，对结构进行优化后，通过再次仿真和试验验证优化的正确性。

1 上袋机械手虚拟样机设计

1.1 机构原理

人工完成套袋时，包括以下几个动作：张开袋口、撑住袋口、手指捏住袋边、套袋。模仿人工套袋动作过程，上袋机械手工作时，上行机构吸盘将袋口张开，上袋机械手的插刀机构插进袋口以撑开包装袋处于张开状态，模仿人工套袋过程中的手指撑袋；用夹袋手指机构夹住包装袋的两边，模仿人工套袋过程中的2个手指捏住包装袋；上袋机械手手臂带着撑开袋口的包装袋转动，套在物料出料口，完成套袋过程，如图1所示。

图1 上袋机械手工作流程图

上袋机械手由1根转动轴、左右2个机械手臂、撑袋机构组成。轴中间结构截面为方形，方形截面轴可以传递较大的扭矩，保证轴高速运动和稳定性。手臂机构和撑袋机构用固定件卡在方轴上。……