龙门机械手设计及关键零件的动静特性分析

0 引言

随着汽车工业和活塞工业的不断发展，各活塞企业大力发展相应的智能装备，减轻工人的劳动强度，降低劳动力成本。活塞一般加工生产过程中放置在料框中进行运输和存放，而整框活塞重量较重。使用叉车等装卸设备费时费力，工作效率低，给活塞进出库管理带来很大困扰。活塞搬运码垛作为活塞加工生产过程中一个不可或缺的环节，如何解决生产过程中活塞搬运码垛困难，并降低工人的劳动强度，对企业来说是亟需解决的问题[1-2]。为解决活塞搬运码垛困难的问题，龙门式工业机械手应运而生。龙门式工业机械手可在有毒、有害、危险的环境中工作，如喷漆与焊接等环境；同时，也可代替工人完成单调、频繁、重复性的高强度体力劳动，比如搬运上下料、码垛等[3-4]。

1 龙门机械手主要结构及功能龙门式机械手主要结构包括机械手架体、行走部分、治具部分、PLC控制系统和人机交互界面等，如图1所示[5-7]。活塞龙门式机械手的主要功能是将待加工的毛坯料放在龙门库中暂存，优先选择将同种规格活塞按照每四框一垛，暂存在龙门库中。生产线需要某种规格型号的活塞时，加工人员发送指令给龙门库管理系统，系统将指令传送给龙门机械手，龙门机械手抓取指定规格活塞放置在AGV小车上，AGV小车将活塞运送到待加工位。龙门机械手通过伺服控制，可实现纵向、横向、上下等各个方向的运动，可在活塞存储空间内抓取活塞料框后，放置在龙门库机械手行程内的指定位置内，实现活塞生产加工的自动化。龙门机械手各轴运动机构均采用伺服电机与减速机驱动，利用伺服控制。龙门机械手在工作过程中，灵活快速的搬运和精准的控制体系，能够实现对活塞料框的即时控制。

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结论

龙门式机械手在活塞厂的实际应用，使较大劳动强度的搬运码垛操作简单可行。介绍了龙门式机械手的主要结构以及对应功能。另外，对龙门式机械手的关键部件框架部分进行了动静特性分析，验证了龙门式机械手的设计符合实际使用要求。

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