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基于疲劳分析的静电粉末喷涂机器人的反求设计

边浩  
【摘要】: 本文首先简要介绍了静电喷涂的应用及发展现状,阐述了喷涂机器人的结构、用途和原理,以及其在实际使用中存在的问题,从而提出了本课题的研究重点。然后,详细介绍了静电粉末喷涂的工作原理、生产工艺和生产设备。在实际研究中,本文主要在以下几个方面对静电喷涂机器人进行了研究与改进: 针对传统失效分析中存在的分析周期长、计算工作量大、分析成本高等缺陷,在静电喷涂机器人失效分析中引入了有限元分析方法,通过有限元分析结果和零件失效照片的对比,得出了机械失效的原因。 运用反求工程的理论改进原方案,提出一些新方案,并设计出新的立柱及立柱连接方式,根据理论计算,证实了新方案的可行性。新方案较原方案比较,在抗弯曲强度方面明显改善,解决了其强度不够的问题。在静电喷涂机器人机械部分设计中,不仅仅局限于简单的仿造,通过对其失效的分析,提出了改进方案,并设计出了新的立柱和喷枪支架。 本设计利用ANSYS软件对该喷涂机器人进行实体建模,完成整机结构设计;根据机械装备理论以及对实体模型的参数分析进行结构改进;运用改进模型的参数选择相应的支撑件、加强筋、滚动导轨、滚珠丝杠、交流进给伺服电机,并进行了主要零部件的计算。 由此,在本文中,结合了有限元分析、CAD/CAE结构优化、以及Pro/engineer机械结构设计等多种技术,来对静电喷涂机器人进行失效分析、改进方案选择、结构改进等方面的研究结合以上各种技术的优点,综合提高了静电喷涂机器人的性能。目前,已经投入实际运行,使用寿命提高了3倍以上。


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