【文章內(nèi)容簡介】 圖 4 機(jī)構(gòu) 原理圖 驅(qū)動機(jī)構(gòu)視為 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，執(zhí)行定位機(jī)構(gòu)可以視為四連桿機(jī)構(gòu) [4]， 復(fù)合 機(jī)構(gòu) 實(shí)現(xiàn)橫縱 兩個方向上同時進(jìn)行夾緊 定位 ， 使 定位 過程效率更高。 考慮 到顯示器的形狀，如機(jī)構(gòu) 簡圖 所示 ，連桿機(jī)構(gòu)一部分用圓環(huán)代替 ， 使定位機(jī)構(gòu) 能 在更合理的位置 工作。 使用 Adams 軟件 設(shè)置 各 項(xiàng)參數(shù) 進(jìn)行運(yùn)動仿真分析 得到 如下數(shù)據(jù)： 圖 5 機(jī)構(gòu) 簡圖 5 圖 6 速度 加速度分析 選型 定位 機(jī)構(gòu)中 對氣缸 的 要求比較 低，有良好的反應(yīng)速度，工作穩(wěn)定即可。根據(jù)機(jī)構(gòu)要求，選用 SMC 氣缸 CDM2 系列 表 1 CDM2 氣缸 參數(shù)表 6 因 氣缸在機(jī)構(gòu)中的運(yùn)動 為首先 帶負(fù)載氣缸 伸出， 然后氣缸無負(fù)載收回。故 選擇彈簧 壓回型氣缸 [5]，當(dāng)定位 運(yùn)動完成 后 ，即可 斷開 氣壓，氣缸在彈簧作用下自動收回 。 兩個氣缸 共同推動顯示器，完成顯示器定位工作。 顯示器 與 塑料 摩擦系數(shù) 取? =， 顯示器質(zhì)量 m=25kg， 所需 推 力為 mgF ?? =。 根據(jù)氣壓傳動的 氣壓MPap ?? ， 取 MPap ? 。求 出缸徑最小 值 PFDmm ??? ? =。 氣缸 的 兩個極限位置如下圖： 圖 7 氣缸的極限位置 由 上圖 可知 氣缸的行程 近似 為 30mm，故氣缸具體型號為 CDM2B20F50S， 即缸徑為 20mm 行程 為 50mm 帶 彈簧壓回 的 氣缸。 3 支架 與吸盤機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 支架 與吸盤 結(jié)構(gòu) 支架 與吸盤一同固定在回轉(zhuǎn)伸縮氣缸 電機(jī)機(jī)構(gòu)上， 完成 對顯示器的支撐與吸緊，并保持顯示器的中心與機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)中心 重合。 如圖 所示 : 7 注： 1. 顯示器 支架 塑料 接觸腳 2. 金屬 顯示器支架 3. 固定顯示器用真空 吸盤 4. 吸盤 、支架與氣缸之間的連接 圖 7 顯示器 支架 與 固定用 吸盤 選型 真空吸盤，又 稱真空吊具，是真空設(shè)備執(zhí)行器之一 [6]。一般來說，利用真空吸盤抓取制品是最廉價的一種方法。真空吸盤品種多樣，橡膠制成的吸盤可在高溫下進(jìn)行操作，由硅橡膠制成的吸盤非常適于抓住表面粗糙的制品；由聚氨酯制成的吸盤則很耐用。另外，在實(shí)際生產(chǎn)中，如果要求吸盤具有耐油性，則可以考慮使用聚氨酯、丁腈橡膠或含乙烯基的聚合物等材料來制造吸盤。通常，為避免制品的 表面被劃傷，最好選擇由丁腈橡膠或硅橡膠制成的帶有波紋管的吸盤 材料采用丁腈橡膠制造，具有較大的扯斷力，因而廣泛應(yīng)用于各種真空吸持設(shè)備上。 在 本機(jī)構(gòu)上，吸盤的 主要 作用 使 顯示 器可靠的固定在支架上，并且為顯示器回轉(zhuǎn)提供動力。由于 顯示器 的質(zhì)量比較大，玻璃材質(zhì)表面為不規(guī)則曲面， 故 選用 SMC 真空 吸盤 ZPX 系列 。 ZPX 系列 真空吸盤主要參數(shù)如下 圖 ： 8 圖 9 顯示器 用 真空 吸盤 主要 參數(shù) 根據(jù)顯示器 的尺寸 500mm*380mm，顯示器質(zhì)量 約為 25kg， 選擇真空吸盤直徑為125mm。參考真空 吸盤選型 表 ，選擇 ZPX125HNB01B12， 即 吸盤 直徑為 125mm 重載型丁腈橡膠 吸盤 ， 安裝 形式 為 內(nèi)螺紋 M12。 4 主 氣缸與回轉(zhuǎn)驅(qū)動設(shè)計(jì) 主 氣缸選擇 主氣缸 作為 支撐 支架與吸盤并且 作為整個機(jī)構(gòu)回轉(zhuǎn)中 心需要 有足夠的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，良好的 對心性 ，足夠的驅(qū)動能力，并且方便控制 [7]。根據(jù) 以上工作 要求，選擇 SMC氣缸 MB 系列 。 MB 系列 能提供 足夠的驅(qū)動能力，并且氣缸的 活塞 桿不回轉(zhuǎn)，因此可以驅(qū)動吸盤帶動 顯示 器回轉(zhuǎn)運(yùn)動。 MB 系列 氣缸參數(shù) 如下表： 9 表 2 MB 系列 氣缸參數(shù) 根據(jù)活塞速度小于 1m/s，設(shè)定負(fù)荷率為 ? =50%；氣缸所需推理計(jì)算為： ? ???? gMF M：負(fù)載質(zhì)量為 M=25kg+5kg=30kg ? ：負(fù)荷率 =50% ? ：摩擦系數(shù)，在垂直 運(yùn)動 情況下取 1 故 NF 588? ， 根據(jù)氣壓傳動的 氣壓 MPap ?? ， 取 MPap ? 。求 出缸徑最小 值PFDmm ??? ?=。根據(jù) 行程 460mm，直徑大于 ，桿不回轉(zhuǎn)型得到具體型號為 MBKB80500。 回轉(zhuǎn) 驅(qū)動機(jī)構(gòu) 回轉(zhuǎn) 驅(qū)動機(jī)構(gòu)選擇減速電機(jī)驅(qū)動。 減速電機(jī)是指減速機(jī)和電機(jī)（馬達(dá)）的集成體。這種集成體通常也可稱為齒輪馬達(dá)或齒輪電機(jī) [8]。通常由專業(yè)的減速機(jī)生產(chǎn)廠，進(jìn)行集成組裝好后，與電機(jī)一體成套供貨。 減速電機(jī)的特點(diǎn)是效率及可靠性高，工作壽命長，維護(hù)簡便，應(yīng)用廣泛等。它的級數(shù)可分為單級、兩級和三級齒輪減速電機(jī)，安裝布置方式主要有展開式、同軸式和分流式 [9]。 顯示器 尺寸 ： mmmmba 3 8 05 0 0 ??? 10 顯示器質(zhì)量 ： m=2025kg 取 m= 顯示器 轉(zhuǎn)動慣量： 22222 )( )( mkgbamJ ?????? 以 回轉(zhuǎn)周期為： t=2s 角速度 ： sra dt ???? ??? 角加速度 ： 230 srad?? 轉(zhuǎn)矩： mNJT ?????? ? 轉(zhuǎn)速 ： m rsrn ?? 功率 ： wnTP ????? 電機(jī)轉(zhuǎn)速： min14800 rr ? 由 上述參數(shù) 和減速 電動機(jī)參數(shù)表 選擇 鈞寶電機(jī)系列 ， 即 立式 安裝軸頸為 18mm 功率為 100w 減速比為 的 減速電機(jī)， BB 代表單項(xiàng) 電 220v 有電磁剎車器 [10]。 主 氣缸 與 回轉(zhuǎn) 驅(qū)動 的連接 連接 用 鋁型材 選型 工業(yè)鋁型材 一種以鋁為主要成份的合金材料，鋁棒通過熱熔，擠壓從而得到不同截面形狀的鋁材料，但添加的合金的比例不同，生產(chǎn)出來的工業(yè)鋁型材的機(jī)械性能和應(yīng)用領(lǐng)域也不同 [11]。 在 本生產(chǎn)線， 通過 對 氣缸 尺寸，支架尺寸和 顯示器 的重量 的 綜合考量，選擇 3030B 型 鋁型材，用來構(gòu)成連接各部分的 機(jī)架 結(jié)構(gòu) 。 其中 主要直角 連接均 選擇 ZZJ201 型連接件 。 鋁型材與 支撐板連接選用 一字螺母 Y14M6。 連接方案 主 氣缸 下部分 為動力輸入，電機(jī) 的 動力通過減速機(jī)輸出到 動力 輸出軸，半聯(lián)軸器直接與電動機(jī)連接 。同時 半聯(lián)軸器 與支架 的軸承 座 通過圓錐滾子軸承連接 ， 圓錐滾子軸承型號為 30206。 主 氣缸 不僅 承擔(dān)提升顯示器的功能，還是回轉(zhuǎn)運(yùn)動 中負(fù)責(zé) 中間 傳動 的動力傳送 11 軸。這要求 主 氣缸有桿不回轉(zhuǎn)的特點(diǎn)，并且氣缸的安裝也必須滿足回轉(zhuǎn)的條件 ， 否則整個方案失效。 將 氣缸整體看 作 一個可以伸縮的傳動軸，對軸 用 軸承進(jìn)行約束 ， 使其滿足方案設(shè)計(jì)要求 。 方案 設(shè)計(jì) 簡圖如下： 注 ： 1. 氣缸上部 軸承座 2. 氣缸 上 部軸承 襯套 3. 氣缸主體 4. 半聯(lián)軸器 /回轉(zhuǎn)主 軸 5. 下 連接板 6. 上 連接板 7. 30206 圓錐 滾子軸承 8. 氣缸 導(dǎo)氣孔 9. 氣缸 下部 軸承 座 10. 主 驅(qū)動 減速電機(jī) 圖 11 主 氣缸安裝示意圖 12 氣缸 的上半部分，設(shè)計(jì)一個 類似 軸套的輔助零件，用來固定軸承，配合另外的軸承和支架，使得上半部分有良好的約束。氣缸 下半部分的 機(jī)構(gòu) 有 兩個功能：第一 ， 約束氣缸，使其在固定的回轉(zhuǎn)中心平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)；第二，傳送又半聯(lián)軸 器的 動力，驅(qū)動 顯示器回轉(zhuǎn) [14]。 充分 考慮零件的裝拆配合，得到上述示意圖。 5 總裝 圖 經(jīng)過 選型和計(jì)算 ， 將各部分零件 與 機(jī)構(gòu) 結(jié)合一起，得到裝配 圖 ， 即： 圖 12