基于发动机缸体压铸工业机器人末端操作器的设计*

2018-03-13张新建杨家军

机电工程 2018年3期

范娟，张新建*，杨家军，2

(1.文华学院机械与电气工程学部，湖北武汉 430074；2.华中科技大学机械工程学院，湖北武汉 430074)

0 引言

发动机缸体压铸传统工艺用专机和人工辅助将缸套镶件嵌入模具，操控压铸机高速压注铝液至模具型腔，快速成型，开模后由专机与人工辅助将型腔内成型缸体取出。由于缸体本体约10 kg，取出劳动强度大，生产效率低且生产质量不高。

工业机器人自动化压铸生产(简称智能压铸岛)已经在压铸行业得到广泛应用。研究者一直致力于其性能改进，发动机缸体压铸岛工作时，工业机器人末端操作器夹取缸套、镶件推送缸套、夹取缸体，由于发动机型号较多，每款发动机缸矩差别，不同机型的发动机对应用不同工业机器人末端操作器，使行生产切换与生产故障频繁。通过对8种机型发动机产品缸体间矩数据对比，缸体间矩最大1 129 mm，最小980 mm。SolidWorks建模设计法兰盘快换方式实现末端操作器的切换，发现可实现其功能，但始终未解决一种末端操作器实现通用不同机型发动机生产。为了使不同机型发动机缸体共用一种末端操作器，研究人员通过采用伺服与铰链机构实现机电控制等量变矩原理[1]，设计机构动作仿真，结果表明可实现不同缸矩抓取的要求。

本研究采用伺服等量变矩[2-3]，利用机械与电气控制相结合以得到其预设结构数模，并通过测试实验对结构设计进行验证。