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数字技术

机械工程

ＫＵＫＡ机器人高速主轴连接零件设计与仿真

张超

（）XX航空职业技术学院，陕西XX７１００８９

０１２年第６期新技术新工艺２

，结构上通过增加加强筋连接面的夹角设计为３０来增加零件强度，侧面通过增加工艺孔来减轻零件加强零件的加工工艺性，如图３所示。质量，

２．２连接零件的静态分析

为了能够使设计的连接零件有可靠工作状态，，采用Ｓ对连接零件的ｏｌｉｄＷｏｒｋｓ软件中Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ工作状态进行仿真分析。２．２．１铣削力计算

高速主轴主要用来加工工程塑料、木料、软金属等易切削材料。为了能够相对确切地计算出铣削的将加工对象设置为铝料。转速ｎ＝１最大力，０００／，／进给量Ｆ＝１ｍ刀具直径Ｄ＝１ｒｍｉｎｍｉｎ，０ｍｍ，

］，立式铣刀。根据文献［计算出切削合力Ｐ。２

０．８６．７２－０．８６０

Ｐ＝ＣＰｔＳＢＺＺＤ

０．８６０．７２－０．８６＝１７１０．５１０１０２

）＝２８．６３（ｋｇ

图１ＫＵＫＡ６轴机器人

２Ａ６轴法兰与高速主轴连接设计

在ＫＵＫＡ机器人的Ａ６轴部分提供了标准法

兰，用户可根据所需功能设计相关的连接零件。本文研究的专业工业机器人高速主轴为ＸＬＳ１２０－２，／。Ｘ转速为２质量为３４０００ｒｍｉｎ，０ｋＬＳ１２０－２安ｇ装结构及尺寸如图２所示

。

２．２．２有限元分析

，选择Ｓ单击ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ工具菜单，ｉｍｕｌａｔｉｏｎ出现如图４所示对话框。在ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ左侧出现如图５所示算例对话框。

图２ＸＬＳ１２０－２安装结构及尺寸

２．１连接零件的设计

连接零件安装于机器人端部和高速主轴之间，要求其连接可靠，变形小，质量轻，加工工艺性良好，因此零件材质考虑采用７０７５铝合金。７０７５铝合金强度远高于软钢，是商业用是一种冷处理锻压合金，

途中强度最高的合金之一，具有力学性能良好、易于加工，耐磨性好、抗腐蚀性能、抗氧化性好等特点，主要用于航天航空工业、夹具、机械设备、模具加工、高端铝合金自行车车架等

。

依据高速主轴安装尺寸及安装结构，高速主轴与连接件采用键联接作为定位，用４个Ｔ螺栓和６个Ｍ１０的螺栓作为其固定联接。由于连接件需要扩展机器人的工作范围，故高速主轴连接面与法兰２０

图３连接零件

在名称栏输入该算例名称，后点击确定，左侧出现算例树，如图６所示。夹具处单击鼠标右键，出现如图７所示夹具菜单。

依照实际零部件固定状况，在夹具菜单中选择选择固定几何体方式，选零件固定方式。本算例中，

择连接零件与ＫＵＫＡ机器人法兰接触的面及孔为夹紧固定方式，如图８所示。选择夹具固定方式后，接下来对到整个系统施加外部载荷。在算例树中，选择外部载荷，单击鼠标右键，出现如图９所示施加

《新技术新工艺》

数字技术与机械工程

数字技术外部载荷对话框

。

机械工程

可进一步对该连接零工精度要求。根据分析结果，

件进行优化设计分析。在进一步优化设计过程中，应综合考虑强度和合位移２方面状况，从优化结果中，选择最优的设计方案，使连接零件符合机械设计的多方面要求

。

根据零部件受力状况

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