前言:
1. 總體結(jié)構(gòu)
加工中心桁架機(jī)械手的設(shè)計(jì)和分析,可以從兩部分分析,一部分是桁架,另一部分是機(jī)械手,對(duì)于桁架的分析,可以簡(jiǎn)化成梁的分析,它的機(jī)構(gòu)就類似于力學(xué)當(dāng)中的結(jié)構(gòu)梁,從力學(xué)的角度分析,可以將加工中心桁架與簡(jiǎn)支梁做橫向?qū)Ρ龋梢酝ㄟ^(guò)簡(jiǎn)支梁的彎矩圖分析桁架,增加機(jī)械手對(duì)桁架的作用力,我們可以畫(huà)出如圖i所示的力學(xué)分析圖。在^1床士桁架機(jī)械手有著很高的耍求,要求機(jī)械手有著效率高、可靠性強(qiáng)的要求,對(duì)于桁架的立柱選擇,它耍使桁架支撐穩(wěn)定,同時(shí)也要節(jié)省加工中心的整體空間,而對(duì)于大多數(shù)立柱的結(jié)構(gòu),都選取鋼結(jié)構(gòu)。
2.機(jī)械手及手臂
11機(jī)械手
桁架機(jī)械手的作用就是起到運(yùn)輸?shù)淖饔茫鞘构ぜ谏舷铝系能壍琅c加工中心內(nèi)之間移動(dòng),將加工后的零件從加工中心上拿出,再將要加工的零件從軌道上拿起,放到加工中心上。主要的動(dòng)作就是:爪張開(kāi),抓取,升降,左右移動(dòng)。對(duì)于機(jī)械手的手爪設(shè)計(jì)有很多種方案和形式,可以根據(jù)不同的需求,選擇不同的設(shè)計(jì)方法。如圖2所示。
(1)機(jī)械自鎖手爪:對(duì)于這種結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)者們非常喜歡,因?yàn)檫@種結(jié)構(gòu)很受消費(fèi)者的喜歡,它的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單.但是在對(duì)抓取上也做了復(fù)雜的設(shè)計(jì).為了防止在夾持零件時(shí)候脫落.增加了自鎖裝置。
連桿杠桿式手爪:這種結(jié)構(gòu)可以從名字上得到啟發(fā),它的設(shè)計(jì)就是利用機(jī)械連桿機(jī)構(gòu),通過(guò)連桿和杠桿的傳遞.使手爪夾持和松開(kāi).但這種機(jī)構(gòu)有一個(gè)缺點(diǎn),就是夾持力比較大。
齒輪齒條式手爪:這種機(jī)構(gòu)的傳遞性最好,動(dòng)作反應(yīng)速度最快,它是通過(guò)齒輪之間的傳動(dòng)來(lái)控制手爪,可以實(shí)現(xiàn)速度上的突破。
2.2手臂
對(duì)于桁架上機(jī)械手的手臂設(shè)計(jì)時(shí),要考慮機(jī)械手臂的載荷,在運(yùn)動(dòng)上要實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)動(dòng),但在機(jī)構(gòu)上也要能承受力。在加工中心桁架上的機(jī)械手一般做直線運(yùn)動(dòng),所以在考慮手臂設(shè)計(jì)時(shí)候.一般選擇液壓直接驅(qū)動(dòng)手臂,在機(jī)械手臂的液壓缸選用上.要使液壓缸的直徑大一些,這樣手臂的整體強(qiáng)度比較高.而對(duì)于液壓缸的校核可以通過(guò)以下公式進(jìn)行核對(duì):
活塞桿直徑的校核公式:
d>L
式中:F活塞桿上的作用力;[ff]—活塞桿材料
的許用應(yīng)力。
缸體壁厚的校核公式:
2UH-i-3^ J
式中:D一^缸筒內(nèi)徑;py缸筒的試驗(yàn)壓力。
桁架機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)為機(jī)械手在桁架上做水平運(yùn)動(dòng),到達(dá)指定位置后,機(jī)械手下降運(yùn)動(dòng),手爪夾緊工件,帶動(dòng)工件上升.逆向運(yùn)動(dòng),將零件放置到軌道上,手爪松開(kāi),在這個(gè)期間內(nèi),有幾個(gè)位置PLC控制限位器,分別在機(jī)械手的下降和上升停止的時(shí)候。在機(jī)械手將零件從加工中心夾持時(shí)候,下一個(gè)工件到待定區(qū)域,機(jī)械手結(jié)束這個(gè)動(dòng)作后,回到待加工零件位置處.機(jī)械手下降,夾持零件,將零件放置到加工中心內(nèi),機(jī)械手回到初始位置,PLC停止脈沖輸出,加工中心進(jìn)行加工,機(jī)械手完成運(yùn)動(dòng).桁架機(jī)械手往返做以上運(yùn)動(dòng)。
3.驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
對(duì)于加工中心桁架機(jī)械手驅(qū)動(dòng)方式的選擇可分為回轉(zhuǎn)型和移動(dòng)型,是通過(guò)手指的方法區(qū)分,要是通過(guò)機(jī)械手夾持的不同可以分為內(nèi)外兩種。
(1 )氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式:這種控制方式是通過(guò)電磁閥來(lái)控制機(jī)械手.在通過(guò)利用氣流調(diào)節(jié)閥來(lái)控制機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)速度,這種驅(qū)動(dòng)的成本比較低,因?yàn)榈玫綒怏w成本低。
(2) 電動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式:在加工中心桁架機(jī)械手設(shè)計(jì)上,這種驅(qū)動(dòng)方式使用最頻繁,因?yàn)榧庸ぶ行囊残枰秒姡@驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)只是需要利用電機(jī),就可以達(dá)到速度上的控制。
(3廣液壓驅(qū)動(dòng)方式:液壓驅(qū)動(dòng)方式是通過(guò)液壓系統(tǒng)進(jìn)行控制,它的好處就是可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)位置控制,同時(shí)傳動(dòng)剛度也大.液壓驅(qū)動(dòng)一般選擇液壓馬達(dá)作為動(dòng)力源,液壓驅(qū)動(dòng)元件的特點(diǎn)見(jiàn)表1,:
結(jié)語(yǔ)
隨著國(guó)內(nèi)不斷地發(fā)展,勞動(dòng)力成本的不斷提升,加工中心在自動(dòng)化行業(yè)歡迎程度也隨之提高.但同時(shí)也要將加工中心的配套設(shè)施提高上去,尤其對(duì)于生產(chǎn)大批零件,機(jī)械手也變得尤為重要。對(duì)于現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展來(lái)說(shuō),機(jī)械手的發(fā)展速度還是不是很快,對(duì)于機(jī)械手的控制上要采用pLC控制是最方便的,而對(duì)于機(jī)械手的發(fā)展要不斷去開(kāi)發(fā),團(tuán)結(jié)思想,通過(guò)集體設(shè)計(jì)者們的努力,不要客觀地設(shè)計(jì),要將多元素有機(jī)結(jié)合起來(lái)。
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伯特利數(shù)控是一家集銷售、應(yīng)用及服務(wù)于一體的公司。產(chǎn)品包括:CNC加工中心、鉆攻中心、龍門(mén)加工中心、雕銑機(jī)、石墨機(jī)、五軸加工中心、立式加工中心、臥式加工中心等。我們機(jī)床的生產(chǎn)工廠設(shè)在廣東省東莞市,目前其生產(chǎn)的加工中心70%出口,其中出口到歐洲占到50%。我們盡心、盡力、盡意的服務(wù)!
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