液晶屏生产过程中的点灯测试工序正在大步向自动化方向发展,通过设计机械手自动搬运、定位机构,完成整个自动化测试。运用Solid Works simulation对液晶屏AOI点灯测试机搬运机械手的关键零件进行有限元法分析,对机械手结构进行优化设计,对于缩短产品设计周期有重要指导意义。 结构不能适应要求，本文运用插件针对机械手结构中关键零部件进行有限元分析，找出结构薄弱点，对机械手结构进行优化改进[1]。1搬运机械手整体结构本搬运机械手由电机驱动滚珠丝杠带动取料手和扫码机构运动，用于吸取液晶屏并搬运上料，其中取料手和扫码机构均有四套，重量较大如图1所示。2模型建立2.1三维模型建立前端丝杠连接块连接滚珠丝杠与整个运动部件，在机械手中起着关键作用，其强度决定了机械手整体结构强度，图2为前端丝杠连接块结构图[2]。前端丝杠连接块材料是2A12，密度ρ=2.78g/cm3，弹性模量E=73GPa，抗拉强度σb=480MPa，屈服强度σ0.2=375MPa，泊松比为μ=0.3。2.2受力分析由工作要求确定机械手运动参数如表1所示。加速时:F1=ma+μmg.减速时:F2=ma-μmg.由表1数据可计算出作用在丝杠上最大力为F2=145.85N，远小于丝杠所能承受的轴向力。但丝杠液晶屏测试机机械手结构改进设计白建卫1，刘健1，郭旭东2（1.中国电子科技集团公司第二研究所，山西太原030024；结构改进设计-数控滚圆机滚弧机折弯机张家港电动液压滚圆机滚弧机折弯机2.中电科风华信息装备股份有限公司，山西太原030024）摘要：液晶屏生产过程中的点灯测试工序正在大步向自动化方向发展，通过设计机械手自动搬运、定位机构，完成整个自动化测试。运用晶屏AOI点灯测试机搬运机械手的关键零件进行有限元法分析，对机械手结构进行优化设计，对于缩短产品设计周期有重要指导意义。关键词：机械手有限元法优化设计中图分类号：TN873；TP278文献标识码：本文由公司网站滚圆机网站 转摘采集转载中国知网整理!   http://www.dapengkuoguanji.com/A文章编号?前端丝杠连接块分析结果云图4-1应力云图4-2形变云图1—导轨安装座；2—前端丝杠连接块；3—取料手；4—扫码机构；5—电机；6—导轨图5优化后机械手结构图图6优化后连接块7-1应力云图7-2形变云图图7优化前端丝杠连接块分析结果云图轴挠曲载荷已超出其允许值。2.3连接块有限元模型网格划分采用线性单元SOLID45，其支持非线性分析，在受力分析中可以得到良好的精度，把网格划分为5mm，并对重要区域，如连接部位可能出现应力集中的地方进行网格细化，网格划分效果如图3所示。3有限元分析结果由图4分析结果云图可以得知，增加扫码机构后，重量增大，使得前端丝杠连接块受到较大作用力，最大形变为0.032mm，其运行中的姿态变化会使丝杠受到较大的弯矩，滚珠丝杠将很快被损坏。因此需要对第一搬运机械手机构优化设计，避免滚珠丝杠承受弯矩[3]。4结构改进设计根据以上分析，第一搬运机械手需要从两方面进行优化设计。一方面，在滚珠丝杠上方增加一根导轨，来保护滚珠丝杠，避免其承受过大挠曲载荷和弯矩。另一方面，优化前端丝杠连接块结构，增加加强筋，减小零件形变，减小第一搬运机械手运行中的姿态变化，增强其运行过程的稳定性，如图5所示。运动加速度和速度不变，优化后机械手总质量m=31kg，增加2kg，下面对优化后丝杠连接块进行有限元分析。优化后连接块网格划分如图6所示。得到丝杠连接块受力变形情况如图7所示。计算结果显示丝杠连接块最大形变从原来的0.032mm减小到现在的2.25×10-3mm。变形量明显减小。小于丝杠轴挠曲载荷。优化后，结构改进设计-数控滚圆机滚弧机折弯机张家港电动液压滚圆机滚弧机折弯机本文由公司网站滚圆机网站 转摘采集转载中国知网整理!   http://www.dapengkuoguanji.com/