氣動機械手的設計_畢業(yè)設計-閱讀頁
2024-09-14 19:14本頁面
【正文】 力特性、尺寸和質量參數等，從而進一步確定對機械手結構及運行控制的要求 。也可用于操作環(huán)境惡劣的生產場合。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。當工件是板料時，使用氣流負壓式吸盤。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氣缸。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。 .機械手的驅動方案設計 由于氣壓傳動系統(tǒng)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氣壓傳動方式。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。操作節(jié)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。該機械手最大移動速度設計為 sm/ 。平均移動速度為 sm/ 。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。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。在這種情況下宜采用自動傳送裝置為好。手臂升降行程定為 mm120 。該機械手的定位精度為 mm1? 。 二、設計技術參數 : 9 抓重 : kg5 自由度數 :4個自由度 坐標型式 :圓柱坐標 最大工作半徑 : mm1400 手臂最大中心高 : mm1250 手臂運動參數 : 伸縮行程 mm1200 伸縮速度 smm/400 升降行程 mm120 升降速度 smm/250 回轉范圍 ?? 1800 ? 回轉速度 s/90? 手腕運動參數 : 回轉范圍 ?? 1800 ? 回轉速度 s/90? 手指夾持范圍 :棒料 : mmmm 15080 ?? ? 定位方式 :行程開關 或可調機械擋塊等 定位精度 : mm1? 1驅動方式 :氣壓傳動 1控制方式 : 機械手臂剖視圖圖 26 10 第三章 手部結構設計 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 :如果有實際需要，還可以換成氣壓吸盤式結構， 夾持式手部結構由手指 (或手爪 )和傳力機構所組成。 夾持式是最常 見的一種，其中常用的有兩指式、多指式和雙手雙指式 :按手指夾持工件的部位又可分為內卡式 (或內漲式 )和外夾式兩種 :按模仿人手手指的動作，手指可分為一支點回轉型，二支點回轉型和移動型 (或稱直進型 )，其中以二支點回轉型為基本型式。同理，當二支點回轉型手指的手指長度變成無窮長時，就成為移動型。移動型應用較少，其結構比較復雜龐大，當移動型手指夾持直徑變化的零件時不影響其軸心的位置，能適應不 同直徑的工件。 (二 )手指間應具有一定的開閉角 兩手指張開與閉合的兩個極限位置所夾的角度稱為手指的開閉角。對于移動型手指只有開閉幅度的要求。例如圓柱形工件采用帶“ V”形面的手指，以便自動定心。 (五 )考慮被抓取對象的要求 根據機械手的工作需要，通過比較，我們采用的機械手的手部結構是一支點 兩指回轉型，由于工件多為圓柱形，故手指形狀設計成 V型，其結構如附圖所示。N tg? ?????? 所以 Rbp 2? N )(245N? (3)實際驅動力 : ? 21KKpp ?實際 I,因為傳力機構為齒輪齒條傳動，故 取 ?? ，并取 ?K 。 12 氣缸的直徑 本氣缸屬于單向作用氣缸。 3,缸筒壁厚的設計 缸筒直接承受壓縮空氣壓力，必須有一定厚度。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氣缸。手腕自由度的選用與機械手的通用性、加工工藝要求、工件放置方位和定位精度等許多因素有關。它的結構緊湊，但回轉角度小于 ?360 ，并且要求嚴格的密封。 圖 41手碗回轉時受力狀態(tài) 手腕轉動時所需的驅動力矩可按下式計算 : 15 封摩偏慣驅 MMMMM ???? 式中 : 驅M 驅動手腕轉動的驅動力矩 ( cmN? )。 偏M 參與轉動的零部件的重量 (包括工件、手部、手腕回轉缸的動片 )對轉動軸線所產生的偏重力矩 ( cmN? )., 。 下面以圖 41所示的手腕受力情況 ，分析各阻力矩的計算 : 手腕加速運動時所產生的慣性力矩 M悅 若手腕起動過程按等加速運動，手腕轉動時的角速度為 ? ，起動過程所用的時間為 t? ，則 : ).(1 cmNtJJM ??? ?）（慣 式中 :J 參與手腕轉動的部件對轉動軸線的轉動慣量 )..( 2scmN 。 若工件中心與轉動軸線不重合，其轉動慣量 1J 為 : gGJJ c 11 ?? 21e 式中 : cJ 工件對過重心軸線的轉動慣量 )..( 2scmN : 1G 工件的重量 (N)。 t? 起動過程所需的時間 (s)。 手腕轉動件和工件的偏重對轉動軸線所產生的偏重力矩 M偏 ?偏M 11eG + 33eG ( cmN? ) 式中 : 3G 手腕轉動件的重量 (N)。 f 摩擦系數，對于滾動軸承 ?f ，對于滑動軸承 ?f 。 在機械手的手腕回轉運動中所采用的回轉缸是單葉片回轉氣缸，它的原理如圖 42所示，定片 1與缸體 2固連，動片 3與回轉軸 5固連。反之，輸出軸作順時針方向回轉。 氣壓驅動的機械手臂在進行伸縮運動時，為了防止手臂繞軸線轉動，以保證手指的正確方向，并使活塞桿不受較大的彎曲力矩作用，以增加手臂的剛性，在設計手臂結構時， 應該采用導向裝置。 導向桿目前常采用的裝置有單導向桿，雙導向桿，四導向桿等，在本設計中才用單導向桿來增加手臂的剛性和導向性 。 手臂升降氣缸的尺寸設計與校核 尺寸設計 氣缸運行長度設計為 l =118mm,氣缸內徑為 1D =110mm,半徑 R=55mm,氣缸運行速度，加速度時間 t? =,壓強 p=,則驅動力 ``20 . RpG ?? 26 ???? )(3799N? 尺寸校核 1．測定手腕質量為 80kg,則重力 mgG? )(8001080 N? ?? 1， 設計加速度 )/(5 sma? ，則慣性力 maG?1 )(400580 N? ?? 3. 考慮活塞等的摩擦力，設定一摩擦系數 ?k ， ? )(40 N? ?? ? 總受力 mq GGGG ??? 1 19 )(1240 40400800 N? ??? 0GGq? 所以設計尺寸符合實際使用要求。
環(huán)評公示相關推薦
鄂ICP備17016276號-1