旋转机械手夹持欧式木窗稳定性仿真与振动试验

摘要

为提升木窗外框铣型加工的作业效率并降低劳动强度，设计一条双端精铣木窗加工生产线，并提出一种旋转机械手及其配套夹具的设计方案。针对3种木窗的窗扇外型面特征，基于不完全定位原理设计专用机械手夹具。为确保旋转机械手的稳定运行，通过动力学仿真分析机械手运行的平稳性，并采用模态分析得到其工作状态下的共振频率区间。随后，采用分体式测振仪对样机在运行过程中的振动特性进行试验研究。结果表明，木窗质心X、Y和Z的位移变化范围分别为（-150 mm, 220 mm）、（0 mm, 185 mm）和（0 mm, 155 mm）,其最大加速度为57 417 mm/s²,曲线整体变化趋势表明旋转机械手的运动过程具有良好的平稳性。模态分析结果显示，整体机架及其相关部件在运行过程中没有出现共振现象。此外，振动试验测量出机械手最大振动位移为0.247 mm,最大振动速度为13.3 mm/s,最大加速度为12.1 m/s²,进一步证实其结构设计的合理性。本研究设计的机械手可以降低人工成本，提高工作效率，并为后续机械手结构的进一步优化奠定坚实的基础。

关键词

双端铣床 / 旋转机械手 / 动力学仿真 / 模态分析 / 振动试验