2)通用机械手
具有独立控制系统,程序可变、动作灵敏、动作灵活多样的机械手。通用机械手的工作范围大,定位精度高,通用性强,使用于工件经常变换的中、小批量自动化生产。
    工业机械手在工业生产中的应用
工业机械手在生产中的应用非常广泛,还可以归纳为以下的一些方面:
    建造旋转零件体自动线方面
  建造旋转零件体(轴类、盘类、环类零件)自动线,一般都采用机械手在机床之间传送工件。
    在实现单机自动化方面
    各类半自动车床,有自行夹紧、进刀、切削、退刀和松开的功能,但仍需人工上下料,装上机械手,可实现全自动化生产。
    注塑机有加料、合模、成型、分模等自动工作循环,装上机械手自动取料,可实现全自动生产。
    冲床有自动上下冲压循环,机械手上下料可实现冲压上产自动化。
    铸、锻、焊、热处理等方面
总的来说,由于工业机械手的特点满足了社会生产的需要,进而带来了经济效益。其特点:
  (1)对环境的适应性强,能代替人从事危险,有害的操作,在长时间对人体有害的场所,机械手不受影响。
  (2)机械手能持久、耐劳、可以把人从单调的繁重的劳动中解放出来,并能扩大和延伸人的功能。
  (3)动作准确,可保证稳定和提高产品的质量,同时可避免人为操作的错误。
  (4)通用性灵活性好,特别是通用机械手,能适应产品品种迅速变化的要求,满足柔性生产的需要。
(5)采用机械手能明显的提高劳动生产率和降低成本。
    设计方案的论证
本机械手主要与数控机床组合最终形成生产线,实现加工过程的自动化和无人化。通过分析针对主控车床的生产加工过程,拟定了机械手的运动过程,由手部夹紧松开、机械手臂横臂伸缩、机械手立柱升降、机械手立柱旋转4个自由度组成,并且手部夹紧松开、机械手横臂伸缩、机械手立柱升降采用液压驱动,立柱的旋转由步进电机带动旋转。其控制方式采用PLC控制,选用西门子S7-200型,使其能够实现自动夹取工件,并将工件装进车床主轴,并且返回安全位置,待工件加工完成后再将工件取下,放回物料传送带上,已达到设计目的与要求。
机械手的主要性能参数有如下:
操纵力(又称臂力或负荷)即抓取和夹持工件的重量,操作力与机械手不仅与工件的重量有关还与工作时的运行速度有关,在设计时往往要考虑在一定速度下的操纵力。
反应速度:机械手在全行程下每一个工作阶段的最大操作速度。
行程:机械手运动行程的范围。
定位精度:机械手工作位置设定及重复定位的精度。
定位方法:对机械手的工作定位设定、控制的方式。
自由度数目:指整机、手臂及手腕共有的运动自由度数目,一般给出坐标形式。
传动方式:动力源或传动系统的选择。有电、气、液等多种动力源为机械手提供传动方式。
大小和重量:机械手的尺寸及极限重量。
安全性:要考虑控制系统及传感部分的故障及失效及工作的可靠性。
程序控制方式及容量:工作状态的设计、控制与运行方式,以及拓展空间。
其它:如寿命、安全性、可靠性、使用动力源、成本等。

    机械手的总体结构设计
    机械手总体结构可选用方案比较
工业机器人的结构形式主要有直角坐标结构,圆柱坐标结构,球坐标结构,关节型结构四种。各结构形式及其相应的特点,分别介绍如下:
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