基于ANSYS的抛光工业机器人抛光力研究
［新设备·新材料·新方法］
DOI ：10．3969/j．issn．1005-2895．2019．05．013
收稿日期：2019-
02-26；修回日期：2019-07-29基金项目：江西省重大科研攻关项目（TGS2018-01-02）；2017上海工程技术大学校企合作项目（JX-010）。第一作者简介：叶黎杰（1991），男，上海人，硕士研究生，主要研究方向为机器人。通信作者：金晓怡（1966），女，江苏常州人，工学博士，教授，硕士生导师，主要研究方向为仿生机器人、机构学和摩擦学。E-
mail ：teacherjxy@126．com 基于ANSYS 的抛光工业机器人抛光力研究
叶黎杰，金晓怡*
，谢腾骁
（上海工程技术大学机械与汽车工程学院，上海201620）
摘
要：腕表外表壳抛光系统在实际生产过程中，由于抛光力大小的不合理存在工件抛光精度不足的问题，笔者提出了
一种新的抛光力分析方法。这种方法以腕表外表壳为研究对象，
应用ANSYS 软件建立工件的有限元模型，给抛光轮的力矩一个固定值，对工件施加几组不同的抛光力，观察各组的应力变化情况。通过分析得到不同抛光力与工件等效应力、
接触压力以及接触位移之间的关系，并作出等效应力与法向接触压力的变化曲线。仿真结果表明：该方法可以为抛光工业机器人规划出较为合理的抛光力。该研究保证了腕表外表壳的抛光质量。关
键
词：抛光工业机器人；外表壳抛光系统；抛光力；ANSYS 软件；有限元模型
中图分类号：TG580．692
文献标志码：A
文章编号：1005-2895（2019）05-0068-05Ｒesearch on Polishing Force of Polishing Industrial
Ｒobot Based on ANSYS
YE Lijie ，JIN Xiaoyi *，XIE Tengxiao
（School of Mechanical and Automotive Engineering ，Shanghai University of Engineering Science ，Shanghai 201620，China ）
Abstract ：Aiming at the problem that the polishing precision of the workpiece is insufficient due to the unreasonable polishing force in the actual production process ，a new polishing force analysis method was proposed．The watch case was taken as the research object ，
the ANSYS software was used to establish the finite element model of the workpiece．A fixed value of the torque of the buffing wheel was set and several sets of different polishing forces were applied to the workpiece to observe the stress changes．In the case ，the relationship between the different polishing forces and the equivalent stress ，contact pressure and contact displacement of the workpiece were analyzed ，and the curve of the equivalent pressure and the normal contact pressure were obtained．The simulation results show that the method can plan a reasonable polishing force for the polishing industrial robot ，and further guarantee the polishing quality of the watch case．
Keywords ：polished industrial robot ；outer case polishing system ；polishing force ；ANSYS ；finite element model 在工业生产中，小型零部件在加工完成后，为了去
除工件表面的毛刺，需要施加一定的作用力进行抛光处理
［1］
。在以往的手工抛光过程中，不能合理地控制
抛光力的大小，
造成零件损坏。因此，通过有限元应力分析，
合理设计抛光力，可以避免不合理的抛光力对零件造成损坏。手工抛光、
振动抛光在抛光效率与社会效益上具有一定的研究价值，
振动抛光的系统布局是值得机器人抛光参考的，
影响抛光的因素在课题组作应力分析时也应该考虑进去，但是手工抛光和振动抛
光都没有进行合理抛光力的分析设计［2］
。随着人们对工业抛光精度的要求越来越高，
设计合理大小的抛光力已经成为未来抛光工业发展的趋势；但是不同材料所需要的抛光力大小要求不同，因此很难设计适用于大部分零件抛光的抛光力［3］
。
课题组基于有限元分析，针对表壳类零件的材料，通过设置不同大小的抛光力，对比不同应力结果，得出
第37卷第5期2019年10月轻工机械
Light Industry Machinery Vol．37No．5Oct．2019