立式?jīng)_床吸盤式上下料機(jī)械手設(shè)計(jì)-資料下載頁
2025-01-17 02:22本頁面
【正文】 動(dòng)、機(jī)械傳動(dòng)，也可采用幾種方式聯(lián)合驅(qū)動(dòng)。下面介紹三類主要系統(tǒng)的特點(diǎn)：1）、液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 液壓驅(qū)動(dòng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：液體壓力高，可以獲得較大的輸出力；油液壓縮性小，壓力、流量均易控制，可以實(shí)現(xiàn)無機(jī)調(diào)速；反應(yīng)靈敏，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)軌跡控制；在輸出相同力的情況下，機(jī)構(gòu)的體積小、維護(hù)方便。2）、氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 具有速度快、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)方便、價(jià)格低的特點(diǎn)，適用于中小負(fù)載的系統(tǒng)中。但難于實(shí)現(xiàn)伺服控制，多用于程序控制的機(jī)械手中。如上下料和沖壓系統(tǒng)中應(yīng)用較多。3）、電動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 由于低慣量、大轉(zhuǎn)矩的交直流伺服電機(jī)及配套的伺服驅(qū)動(dòng)器的確廣泛應(yīng)用，這類驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在機(jī)械手中被大量選用。工業(yè)機(jī)械手驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的選擇原則設(shè)計(jì)機(jī)械手時(shí)，選擇哪一類驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。要根據(jù)機(jī)械手的用途、作業(yè)要求、機(jī)械手的性能規(guī)范、控制功能、維護(hù)的復(fù)雜程度、運(yùn)行的功耗、性能與價(jià)格比以及現(xiàn)有條件等綜合因素加以考慮。在注意各類驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，綜合上述各因素充分論證其合理性、可行性、經(jīng)濟(jì)性及可靠性進(jìn)行綜合選擇。一般情況下，對(duì)于物料搬運(yùn)，重負(fù)荷的可選液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，中等負(fù)荷的可選電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，輕負(fù)荷的可選氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。由于上述特點(diǎn)，根據(jù)本次設(shè)計(jì)的機(jī)床的情況，選用中型驅(qū)動(dòng)程序。本次設(shè)計(jì)的立式機(jī)床吸盤式自動(dòng)上下料機(jī)械手也是采用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)。但是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)也有其缺點(diǎn)：步進(jìn)電機(jī)應(yīng)用于低速場合每分鐘轉(zhuǎn)速不超過1000轉(zhuǎn)，（)，最好在10003000PPS(）間使用，可通過減速裝置使其在此間工作，此時(shí)電機(jī)工作效率高，噪音低。 步進(jìn)電機(jī)最好不使用整步狀態(tài)，整步狀態(tài)時(shí)振動(dòng)大。 由于歷史原因，只有標(biāo)稱為12V電壓的電機(jī)使用12V外，其他電機(jī)的電壓值不是驅(qū)動(dòng)電壓伏值 ，可根據(jù)驅(qū)動(dòng)器選擇驅(qū)動(dòng)電壓（建議：57BYG采用直流24V36V，86BYG采用直流50V,110BYG采用高于直流80V），當(dāng)然12伏的電壓除12V恒壓驅(qū)動(dòng)外也可以采用其他驅(qū)動(dòng)電源， 不過要考慮溫升。 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大的負(fù)載應(yīng)選擇大機(jī)座號(hào)電機(jī)。 電機(jī)在較高速或大慣量負(fù)載時(shí)，一般不在工作速度起動(dòng)，而采用逐漸升頻提速，一電機(jī)不失步，二可以減少噪音同時(shí)可以提高停止的定位精度。 高精度時(shí)，應(yīng)通過機(jī)械減速、提高電機(jī)速度,或采用高細(xì)分?jǐn)?shù)的驅(qū)動(dòng)器來解決，也可以采用5相電機(jī)，不過其整個(gè)系統(tǒng)的價(jià)格較貴，生產(chǎn)廠家少，其被淘汰的說法是外行話。 電機(jī)不應(yīng)在振動(dòng)區(qū)內(nèi)工作，如若必須可通過改變電壓、電流或加一些阻尼的解決。 電機(jī)在600PPS（）以下工作，應(yīng)采用小電流、大電感、低電壓來驅(qū)動(dòng)。 應(yīng)遵循先選電機(jī)后選驅(qū)動(dòng)的原則。二、步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)在機(jī)械手中所起的作用是通過電轉(zhuǎn)換元件把控制信號(hào)進(jìn)行功率放大，對(duì)電動(dòng)動(dòng)力機(jī)構(gòu)進(jìn)行方向、位置和速度的控制，進(jìn)而控制機(jī)械手臂按給定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律動(dòng)作。電機(jī)驅(qū)動(dòng)動(dòng)力機(jī)構(gòu)多數(shù)情況下采用直線帶動(dòng)或通過鏈條、齒輪進(jìn)行作用力，由于實(shí)現(xiàn)手臂的伸縮升降及手臂的回轉(zhuǎn)。連續(xù)做功的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。三、機(jī)械手系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析立式機(jī)床吸盤式上下料機(jī)械手動(dòng)作順序立式機(jī)床吸盤式上下料機(jī)械手動(dòng)作順序：油泵啟動(dòng)待料——手臂定位——手臂外伸——手臂下降——吸盤抓料——手臂縮回——手臂回轉(zhuǎn)——手臂第2次前伸——吸盤出氣松開——手臂第2次縮回——手臂上升——手臂反轉(zhuǎn)復(fù)位——待料卸荷（循環(huán)結(jié)束）上述動(dòng)作均由電控系統(tǒng)發(fā)信控制相應(yīng)的電磁轉(zhuǎn)向閥按程序指令的順序來實(shí)現(xiàn)的動(dòng)作的循環(huán)和連續(xù)上料過程。第五部分 電器控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)一、電控方式的選擇電控線路輔助步進(jìn)電機(jī)控制機(jī)械手自動(dòng)完成工件的上下料運(yùn)動(dòng)。機(jī)械手的電控有多種類型。除專用機(jī)械手外，大多數(shù)要專門進(jìn)行電控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。根據(jù)控制程序的不同，電控方式分為固定程序，包括繼電器線路、半導(dǎo)體邏輯線路、可編程序，包括順序控制器，示教再現(xiàn)式計(jì)算機(jī)。如圖步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電路圖：繼電器控制功能單一，靈活性、穩(wěn)定性、可靠性均較低，而且設(shè)備維護(hù)維修不便。可編程序控制器是微機(jī)技術(shù)與繼電器常規(guī)控制技術(shù)性結(jié)合的產(chǎn)物，是在順序控制器和微機(jī)控制器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型控制器，是一種以微處理器為核心用做數(shù)字控制的專用計(jì)算機(jī)。PLC現(xiàn)已成為現(xiàn)代工業(yè)控制三大支柱之一，以其可靠性高、邏輯功能強(qiáng)、體積小、可在線修改控制程序、具有遠(yuǎn)程通訊聯(lián)網(wǎng)功能、易于與計(jì)算機(jī)接口、能對(duì)其模擬量進(jìn)行控制、具備高速計(jì)數(shù)與位移等高性能模塊等優(yōu)異性能采用PLC自動(dòng)控制，不僅使電控系統(tǒng)構(gòu)成簡單，省去了諸如繼電器之類的固體電子器件，簡化了復(fù)雜的硬件接線線路，而且可以使控制極具柔韌性和擴(kuò)展性。與繼電邏輯電路相比，具有體積小、功耗低、壽命長、抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高等特點(diǎn)。調(diào)試、維護(hù)、使用極為方便。二、電氣控制原理順序動(dòng)作控制順序動(dòng)作控制的編程方式很多，如逐步鎖定法、步進(jìn)指令法、移位寄存器法，這里采用移位寄存器法。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是簡便、易讀、條理清晰，尤其適合于很多小的動(dòng)作組成的整套動(dòng)作。特別是避免了前面的多個(gè)電磁閥、行程開關(guān)的閉和斷開的相互約束，而導(dǎo)致后面梯形圖難于畫，編程復(fù)雜及程序的可讀性和梯形圖的可觀性差諸多缺點(diǎn)。具體控制方式根據(jù)設(shè)備和工藝的要求，該機(jī)械手需要三種控制方式：步進(jìn)調(diào)試控制、半自動(dòng)單周期操作方式和連續(xù)自動(dòng)循環(huán)操作方式。1）、步進(jìn)調(diào)試控制機(jī)械手在原位時(shí)，每按下按扭，機(jī)械手按動(dòng)作的固定順序動(dòng)作一步。2）半自動(dòng)單周期操作方式機(jī)械手在原位時(shí)，按下啟動(dòng)按扭等，機(jī)械手執(zhí)行周期動(dòng)作。當(dāng)按下復(fù)位按扭，機(jī)械手重新周期動(dòng)作。3）連續(xù)自動(dòng)循環(huán)操作方式將相應(yīng)的按扭一直接通，機(jī)械手連續(xù)自動(dòng)循環(huán)工作。三、電氣控制設(shè)計(jì)機(jī)械手工藝流程示意圖機(jī)械手工藝流程示意圖機(jī)械手動(dòng)作順序表步序輸入條件輸出狀態(tài)手臂外伸手臂縮回吸盤出氣手臂上升手臂下降手臂定位手臂回轉(zhuǎn)手臂復(fù)位小泵卸荷大泵卸荷燈原點(diǎn)7ST3ST——————————+待料卸荷1SB————————++—手臂定位2SB—————+———+—手臂外伸KP+————+———+—手指張開1ST——+——+———+—手指夾緊KT1—————+———+—手臂下降KT2————++———+—手臂縮回2ST—+———+———+—手臂回轉(zhuǎn)4ST——————+——+—手臂再次前伸5ST+————+———+—手指松開6ST——+——+———+—手指閉合手臂縮回KT3—+———+———+—手臂上升3ST———+—+———+—手臂反轉(zhuǎn)復(fù)位8ST———————+———原位9ST——————————+總結(jié)該立式機(jī)床吸盤式上下料機(jī)械手用于立式機(jī)床自動(dòng)生產(chǎn)線的上下料裝置專用機(jī)械手，完成工件從機(jī)械手工位到機(jī)床工作臺(tái)的位置轉(zhuǎn)換，其全部動(dòng)作既可以自動(dòng)完成，也可以單步手動(dòng)控制完成，此機(jī)械手在滿足定位精度和工作效率教高的前提下，盡量使其動(dòng)作簡單，易于控制。參考書目a) 李允文主編，：機(jī)械工業(yè)出版社，1996b) 天津大學(xué)編，：天津大學(xué)出版社，1980c) 張健民主編，：北京理工大學(xué)出版社，1988d) 蔡自興主編，：長沙中南工業(yè)大學(xué)出版社，1988e) 徐景主編，：機(jī)械工業(yè)出版社，1992f) 高井（日）主編，：機(jī)械工業(yè)出版社，1977g）焦振學(xué)主編，：h）鄧星鐘 周祖德 鄧堅(jiān)主編 基電傳動(dòng)與設(shè)計(jì) 華中理工大學(xué)出版社 2000年i）《工業(yè)機(jī)械手圖冊(cè)》編寫組 工業(yè)機(jī)械手圖冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社 1978年39
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