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数控车床机械手的结构设计解决方案

返回列表 来源:发布日期:2017-08-27 08:39 | 加入收藏关注:
 
  车床机械手是怎么规划的?数控车床机械手(数控铣床,加工中心等)组合终究构成出产线,完结加工进程(上料、加工、下料)的自动化、无人化。现在,我国的制作业正在迅速发展,越来越多的资金流向制作业,越来越多的厂商加入到制作业。数控车床机械手的呈现可以使用到加工工厂车间,满意数控机床以及加工中心的加工进程设备、卸载加工工件的要求,从而减轻工人劳动强度,节省加工辅佐时间,进步出产效率和出产力。
 
  车床机械手夹持器的运动和驱动方法
 
  机器人夹持器及机器人手爪。一般工业机器人手爪,多为双指手爪。按手指的运动方法,可分为反转型和移动型,按夹持方法来分,有外夹式和内撑式两种。
 
  机器人夹持器(手爪)的驱动方法主要有三种
 
  1.气动驱动方法 这种驱动体系是用电磁阀来操控手爪的运动方向,用气流调理阀来调理其运动速度。由于气动驱动体系价格较低,所以气动夹持器在工业中使用较为遍及。别的,由于气体的可压缩性,使气动手爪的抓取运动具有必定的柔顺性,这一点是抓取动作非常需求的。
 
  2.电动驱动方法 电动驱动手爪使用也较为广泛。这种手爪,一般选用直流伺服电机或步进电机,并需求减速器以获得足够大的驱动力和力矩。电动驱动方法可完结手爪的力与方位操控。可是,这种驱动方法不能用于有防爆要求的条件下,由于电机有可能发生火花和发热。
 
  3.液压驱动方法 液压驱动体系传动刚度大,可完结接连方位操控。
 
  车床机械手的垂直手臂(大臂)升降和水平手臂(小臂)的弹性运动都为直线运动。直线运动的完结一般是气动传动,液压传动以及电动机驱动滚珠丝杠来完结。考虑到转移工件的分量较大,考虑加工工件的质量达30KG,属中型分量,一同考虑到车床机械手的动态性能及运动的稳定性,安全性,对手臂的刚度有较高的要求。归纳考虑,两手臂的驱动均挑选液压驱动方法,经过液压缸的直接驱动,液压缸既是驱动元件,又是履行运动件,不必再规划别的的履行件了;并且液压缸完结直线运动,操控简略,易于完结计算机的操控。
 
  由于液压体系能供给很大的驱动力,因而在驱动力和结构的强度都是比较简略完结的,关键是机械手运动的稳定性和刚度的满意。因而手臂液压缸的规划原则是缸的直径取得大一点(在全体结构答应的情况下),再进行强度的较核。
 
  一同,由于操控和详细作业的要求,数控车床机械手的手臂的结构不能太大,若仅仅经过增大液压缸的缸径来增大刚度,是不能满意体系刚度要求的。因而,在规划时别的增设了导杆组织,小臂增设了两个导杆,与活塞杆一同构成等边三角形的截面方式,尽量添加其刚度;大臂增设了四个导杆,成正四边形安置,为减小质量,各个导杆均选用空心结构。经过增设导杆,能明显进步车床机械手的运动刚度和稳定性,比较好的解决了结构、稳定性的问题。
 
  车床机械手腕部的结构规划
 
  车床机械手的手臂运动(包括腰座的反转运动),给出了机器人结尾履行器在其作业空间中的运动方位,而设备在CNC机械手手臂结尾的手腕,则给出了机器人结尾履行器在其作业空间中的运动姿态。CNC机械手手腕是机器人操作机的最结尾,它与机器人手臂合作运动,完结设备在手腕上的结尾履行器的空间运动轨道与运动姿态,完结所需求的作业动作。
 
  CNC机械手手腕结构的规划要求
 
  1.CNC机械手手腕的自在度数,应依据作业需求来规划。机器人手腕自在度数目愈多,各关节的运动视点愈大,则机器人腕部的灵活性愈高,机器人对对作业的习惯能力也愈强。可是,自在度的添加,也必定会使腕部结构更杂乱,机器人的操控更困难,本钱也会添加。因而,手腕的自在度数,应依据实践作业要求来断定。在满意作业要求的前提下,应使自在度数尽可能的少。一般的机器人手腕的自在度数为2至3个,有的需求更多的自在度,而有的机器人手腕不需求自在度,仅凭受臂和腰部的运动就能完结作业要求的使命。因而,要详细问题详细分析,考虑机器人的多种布局,运动计划,挑选满意要求的最简略的计划。
 
  2.CNC机械手腕部设备在机器人手臂的结尾,在规划机器人手腕时,应力求削减其分量和体积,结构力求紧凑。为了减轻机器人腕部的分量,腕部组织的驱动器选用别离传动。腕部驱动器一般设备在手臂上,而不选用直接驱动,并选用高强度的铝合金制作。
 
  3.车床机械手手腕要与结尾履行器相联,因而,要有规范的联接法兰,结构上要便于装卸结尾履行器。
 
  4.车床机械手的手腕组织要有足够的强度和刚度,以确保力与运动的传递。
 
  5.要设有牢靠的传动空隙调整组织,以减小空回空隙,进步传动精度。
 
  6.CNC机械手手腕各关节轴转动要有限位开关,并设置硬限位,以避免超限形成机械损坏。
 
  规划详细选用计划
 
  经过对数控机床上下料作业的详细分析,考虑数控机床加工的详细方式及对机械手上下料作业时的详细要求,在满意体系工艺要求的前提下进步安全和牢靠性,为使机械手的结构尽量简略,下降操控的难度,本规划手腕不添加自在度,实践证明这是彻底能满意作业要求的,3个自在度来完结机床的上下料彻底足够。
 
  车床机械手手爪联合结构
 
  CNC机械手结尾履行器是设备在机器人手腕上用来进行某种操作或作业的附加设备。机器人结尾履行器的种类许多,以习惯机器人的不同作业及操作要求。结尾履行器可分为转移用、加工用和丈量用等。
 
  转移用结尾履行器是指各种夹持设备,用来抓取或吸附被转移的物体。
 
  加工用结尾履行器是带有喷枪、焊枪、砂轮、铣刀等加工东西的机器人附加设备,用来进行相应的加作业业。
 
  丈量用结尾履行器是装有丈量头或传感器的附加设备,用来进行丈量及查验作业。
 
  在规划机器人结尾履行器时,应留意以下问题;
 
  1.CNC机械手结尾履行器是依据机器人作业要求来规划的。一个新的结尾履行器的呈现,就可以添加一种机器人新的使用场所。因而,依据作业的需求和人们的想象力而发明的新的机器人结尾履行器,将不断的扩展机器人的使用领域。
 
  2.车床机械手结尾履行器的分量、被抓取物体的分量及操作力的总和机器人容许的负荷力。因而,要求机器人结尾履行器体积小、分量轻、结构紧凑。
 
  3.CNC机械手结尾履行器的全能性与专用性是矛盾的。全能结尾履行器在结构上很杂乱,乃至很难完结,例如,仿人的全能机器人灵活手,至今没有实用化。现在,能用于出产的仍是那些结构简略、全能性不强的机器人结尾履行器。从工业实践使用动身,应着重开发各种专用的、高效率的机器人结尾履行器,加之以结尾履行器的快速更换设备,以完结机器人多种作业功能,而不建议用一个全能的结尾履行器去完结多种作业。由于这种全能的履行器的结构杂乱且造价贵重。
 
  4.通用性和全能性是两个概念,全能性是指一机多能,而通用性是指有限的结尾履行器,可适用于不同的机器人,这就要求结尾履行器要有规范的机械接口(如法兰),使结尾履行器完结规范化和积木化。
 
  5.数控CNC机械手结尾履行器要便于设备和修理,易于完结计算机操控。用计算机操控最便利的是电气式履行组织。因而,工业机器人履行组织的干流是电气式,其次是液压式和气压式(在驱动接口中需求添加电-液或电-气改换环节)。


 
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