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2.1 機械手的座標型式與自由度
按機械手手臂的不同運動形式及其組合情況,其座標型式可分為直角座標式、圓柱座標式、球座標式和關節式。由于本機械手在上下料時手臂具有升降、收縮及回轉運動,因此,采用圓柱座標型式。相應的機械手具有三個自由度,為了彌補升降運動行程較小的缺點,增加手臂擺動機構,從而增加一個手臂上下擺動的自由度。(如圖2-2所示)
2.2 機械手的手部結構方案設計
為了使機械手的通用性更強,把機械手的手部結構設計成可更換結構,當工件是棒料時,使用夾持式手部;當工件是板料時,使用氣流負壓式吸盤。
2.3 機械手的手腕結構方案設計
考慮到機械手的通用性,同時由于被抓取工件是水平放置,因此手腕必須設有回轉運動才可滿足工作的要求。因此,手腕設計成回轉結構,實現手腕回轉運動的機構為回轉液壓缸。
2.4 機械手的手臂結構方案設計
按照抓取工件的要求,本機械手的手臂有三個自由度,即手臂的伸縮、左右回轉和降(或俯仰)運動。手臂的回轉和升降運動是通過立柱來實現的,立柱的橫向移動即為手臂的橫移。手臂的各種運動由液壓缸來實現。
2.5 機械手的驅動方案設計
由于液壓傳動系統的動作迅速,反應靈敏,阻力損失和泄漏較小,成本低廉因此本機械手采用液壓傳動方式。
2.6 機械手的控制方案設計
考慮到機械手的通用性,同時使用點位控制,因此我們采用可編程序控制器(PLC)對機械手進行控制。當機械手的動作流程改變時,只需改變PLC程序即可實現,非常方便快捷。
2.7 機械手的主要技術參數
一.機械手的大抓重是其規格的主參數,由于是采用液壓方式驅動,因此考慮抓取的物體不應該太重,查閱相關機械手的設計參數,結合工業生產的實際情況,本設計設計抓取的工件質量為5公斤。
二.基本參數運動速度是機械手主要的基本參數。操作節拍對機械手速度提出了要求,設計速度過低限制了它的使用范圍。(如圖2-3所示)而影響機械手動作快慢的主要因素是手臂伸縮及回轉的速度。該機械手大移動速度設計為。大回轉速度設計為。平均移動速度為。平均回轉速度為。機械手動作時有啟動、停止過程的加、減速度存在,用速度一行程曲線來說明速度特性較為全面,因為平均速度與行程有關,故用平均速度表示速度的快慢更為符合速度特性。除了運動速度以外,手臂設計的基本參數還有伸縮行程和工作半徑。大部分機械手設計成相當于人工坐著或站著且略有走動操作的空間。過大的伸縮行程和工作半徑,必然帶來偏重力矩增大而剛性降低。在這種情況下宜采用自動傳送裝置為好。根據統計和比較,該機械手手臂的伸縮行程定為600mm,大工作半徑約為。手臂升降行程定為。定位精度也是基本參數之一。該機械手的定位精度為。
三. 用途:
用于自動輸送線的上下料。
四.設計技術參數:
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