摘要 随着社会的快速发展，工业自动化已成为现代制造业中不可或缺的一环。锻造机器人作为其中的重要部分，具有高效、精准、安全等特点，在锻造行业中得到广泛应用。然而，在锻造过程中，末端夹持器作为机器人的核心部件之一，其结构设计直接影响到锻件的成型效果和质量，因此具有十分重要的意义。 本文旨在研究锻造机器人末端夹持器的有限元分析和结构优化设计，从而提高锻造机器人的生产效率和质量。具体研究内容如下： 首先，通过确认被夹持锻件重量、体积与外形，设计出末端夹持器的夹爪和整体装配体的模型图。 其次，对设计的末端夹持器夹持结构零部件进行材料选择，包括气缸、法兰、气爪等。确定手指采用双爪夹持方式以及方形连接件的尺寸形状，计算出被夹持锻件所需要的夹紧力，并按照该数据，对气缸的内径进行计算求得，选定气缸型号。 最后，采用有限元分析方法，运用ABAQUS软件，对其进行力学分析，并得出夹持器受力情况下的应力和变形情况，检验其是否符合设计要求，证明设计的夹持器结构的可行性和有效性。该研究成果对于提高锻造机器人的生产效率和质量具有重要意义。 关键词：锻造机器人；ABAQUS；有限元分析；末端夹持器 Abstract With the rapid developme
nt of society, i
ndustrial automatio
n has become a
n i
ndispe
nsable part of moder
n ma
nufacturi
ng. As a
n importa
nt part of it, forgi
ng robots have the characteristics of high efficie
ncy, precisio
n a
nd safety, a
nd are widely used i
n the forgi
ng i
ndustry. However, i
n the forgi
ng process, the e
nd gripper, as o
ne of the core compo
ne
nts of the robot, its structural desig
n directly affects the formi
ng effect a
nd quality of the forgi
ng, so it is of great sig
nifica
nce. This paper aims to study the fi
nite eleme
nt a
nalysis a
nd structural optimizatio
n desig
n of the e
nd gripper of forgi
ng robot, so as to improve the productio
n efficie
ncy a
nd quality of forgi
ng robot. The specific research co
nte
nt is as follows: First, by co
nfirmi
ng the weight, volume a
nd shape of the forgi
ngs to be clamped, the gripper jaws of the e
nd gripper a
nd the model diagram of the overall assembly are desig
ned. Seco
ndly, the material selectio
n of the desig
ned e
nd gripper clampi
ng structural parts, i
ncludi
ng cyli
nders, fla
nges, grippers, etc. Determi
ne the fi
nger usi
ng the double-jaw clampi
ng method a
nd the size a
nd shape of the square co
n
nectio
n, calculate the clampi
ng force required for the clamped forgi
ng, a
nd calculate the i
n
ner diameter of the cyli
nder accordi
ng to the data, a
nd select the cyli
nder model. Fi
nally, the fi
nite eleme
nt a
nalysis method is used to use ABAQUS software to a
nalyze the mecha
nics, a
nd the stress a
nd deformatio
n of the gripper u
nder force are obtai
ned, which is verified to meet the desig
n requireme
nts a
nd prove the feasibility a
nd effective
ness of the desig
ned gripper structure. The research results are of great sig
nifica
nce for improvi
ng the productio
n efficie
ncy a
nd quality of forgi
ng robots. Key Words：Write Criterio
n；Typeset Format；Graduatio
n Project (Thesis) 目录 摘要I Abstract II 第一章绪论1 1.1课题意义1 1.2机器人概述1 1.2.1机器人发展概述1 1.2.2机器人的发展趋势3 1.3锻造机器人模锻夹持器研究现状4 1.4本课题设计的主要内容5 1.5本章小结5 第二章末端夹持器整体结构方案选择6 2.1锻造机器人系统组成6 2.2夹持器夹取方式的确定8 2.3末端夹持器结构选择9 2.3.1末端夹持器手指结构选择10 2.3.2末端夹持器驱动形式的选择10 2.3.3末端夹持器传动形式的选择10 2.4本章小结15 第三章末端夹持器结构设计及零部件校核16 3.1末端夹持器设计准则16 3.2夹持力计算17 3.3夹紧气缸的选型17 3.3.1缸径计算17 3.3.2气缸行程计算19 3.4手指总成结构设计20 3.4.1手指结构设计20 3.4.2手指连接件结构设计21 3.4.3滑块结构设计22 3.4.4手指总成强度计算23 3.5滑槽及导向结构设计23 3.6导向杆与连接杠杆结构设计25 3.7安装座结构设计26 3.8末端夹持器腕部及机械臂末端的连接28 3.9本章小结29 第四章末端夹持器有限元分析30 4.1 ABAQUS软件简介30 4.2末端夹持器静力学分析30 4.3手指连接件静力学分析33 4.4连接杠杆静力学分析35 4.5导向杆静力学分析37 4.6本章小结39 第五章末端夹持器结构优化40 5.1末端夹持器热防护优化40 5.2耐热板结构优化41 5.3结构尺寸优化41 5.4本章小结42 结论43 参考文献44 致谢46 第一章绪论 1.1课题意义 随着自动化技术的出现开始，制造业水平的发展速度就变的越来越快。工业机器人的诞生更使得工业水平得到进一步提升。工业机器人是具有很强自动化功能的机械集成装置，能够在人为设定下完全代替人工作中的某个或某几个过程，在效率、质量、成本上，机器人相比较传统的人工操作具有绝对的优势。