在现今生活中各种形状的PET液体饮料瓶、医用药水瓶等随处可见,旋转式吹瓶机作为一种新型高效的PET瓶生产设备正得到广泛的开发和应用。制约国产旋转式吹瓶机单模产量和运行稳定性的一个主要因素是机械手的动力学特性的优劣。旋转式吹瓶机通常采用机械式圆柱坐标型机械手来完成取送坯和取送瓶动作,这种机械手靠双凸轮驱动,通过直动凸轮和摆动凸轮控制机械手的抓取和运送。国产设备在设计过程中仅仅采用几种基本运动规律对凸轮轮廓进行拟合,有些设计甚至是采用作图法,导致各阶段衔接处机械手的速度和加速度不连续,且运行过程的最大加速度过大等,无法适应机器的高速运转。本文以旋转式吹瓶机的取送瓶机械手为研究对象,对凸轮机构进行了建模并对机械手的运动轨迹进行改进设计,与原有设计相比各方面性能都有较好的改善,为同类机械手的设计提供理论与设计方法指导。主要研究内容如下:首先,针对近年来国内外学者在吹瓶工艺、机械手设计及凸轮曲线规律设计选择方面所取得的研究成果进行总结、回顾,通过具体分析指出尚存在的一些问题,通过矢量分析的方法对凸轮曲线规律进行对比选择,并结合优化试验的筛选以期实现提升旋转式吹瓶机的取送瓶速度、提高机械手运行稳定性的研究目标。其次,根据旋转式吹瓶机的工作情况划分为两大阶段:取送瓶阶段和过渡阶段。先对取送瓶阶段机械手的动作要求进行分析,并结合矢量分析法构建机械手取送瓶运动轨迹的矢量方程,确定好机械手的轨迹曲线方程后可以由此推出取送瓶阶段的凸轮曲线方程。通过分析对比各曲线规律的运动特性,选出五次多项式规律适合旋转式吹瓶机的高速运行要求。再次,综合考虑取送瓶过渡阶段机械手的动作要求,以及组合凸轮对机械手的影响程度。在对机械手系统的设计时优先考虑摆动凸轮一个较小的速度、加速度变化会导致机械手的运行产生大的波动,因此在过渡阶段将摆动凸轮曲线分成三段设计,即两端匀速中间用三次多项式进行拟合。同时利用五次多项式对机械手运动轨迹曲线进行拟合,最后推出直动凸轮曲线方程。从次,在确定了各阶段的凸轮曲线规律后,对各阶段之间的边界条件采用正交试验法进行优化,分析机械手在各阶段起止位置的角度、径向距离、速度和加速度等参数对凸轮轮廓各指标的影响,通过正交试验中的极差计算,综合分析对比各指标结果,得到不同因素对试验目标的影响权重,对现有方案设计作出调整,从而实现优化边界条件的最终目标。最后,通过SolidWorks三维建模和ADAMS软件仿真,以20腔旋转式吹瓶机为模型,使用本文的设计方法得出最优参数组合下双凸轮轮廓各性能指标,并与目前所能查到的最优的设计进行对比,本文的设计方法使得机械手速度的最大值降低了12.38%,最大加速度降低了 17.86%。同时本文的设计方法在加速度曲线没有突变现象。证实了改进设计和最优组合对凸轮轮廓的优化效应,提高机械手的运行速度和稳定性。