同时,因为控制和具体工作的要求,机械手的手臂的结构不能太大,若仅仅通过增大液压缸的缸径来增大刚度,是不能满足系统刚度要求的。因此,在设计时另外增设了导杆机构,小臂增设了两个导杆,与活塞杆一起构成等边三角形的截面形式,尽量增加其刚度;大臂增设了四个导杆,成正四边形布置,为减小质量,各个导杆均采用空心结构。通过增设导杆,能显著提高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。
结合具体的工作情况,本设计采用连杆杠杆式的手爪。驱动活塞往复移动,通过活塞杆端部齿条,中间齿条及扇形齿条使手指张开或闭合。手指的最小开度由加工工件的直径来调定。
4.3.2 料台形状设计
料台的传动方式:齿轮传动、带传动、同步带传动、链传动等。因为是流水作业,每一道工序不是独立的,相互之间有关联,所以必须考虑到保护和联锁的设计。再考虑到,原料尺寸大小,传动距离,所以设计师必须考虑传动的平稳性。
料台的形状:圆盘式、方型式、椭圆等。自动化生产方式为延长无人化时间,连续供料能力为一大关键,另方面供料系统适应各种工件之变化弹性,亦是影响系统效能之重要因素,因此供料设备在设计上须兼顾大量、变化弹性之基本要求,并依据工件特性选配最佳供料方式。本圆盘式供料台系用以储放零件,可储放相当大量工件,且藉调整托盘上导杆位置,可适用于一定尺寸范围内之工件,本型供料台可配合多种机械手组成加元,应用上弹性相当大。所以选择圆盘式的供料台,更适合圆盘类零件的加工。
料台的传动方式:齿轮传动、带传动、同步带传动、链传动等。
因为是流水作业,每一道工序不是独立的,相互之间有关联,所以必须考虑到保护和联锁的设计。再考虑到,原料尺寸大小,传动距离,所以设计师必须考虑传动的平稳性。
齿轮传动不宜用于传动距离过大的场合,带传动是靠带和带轮间的摩擦力传递动力,安装带传动时,传动带需要一定的预紧力,安装精度较高,而且易产生打滑现象,同步带传动工作时,带和带轮间没有相对滑动,能同步传动同时可以远距离传送,但是同步带抗拉层的材质对工作环境要求高.链传动由主动链轮、从动链轮和中间挠性件( 链条) 组成,通过链条的链节与链轮上的轮齿相啮合传递运动和动力。
4.3.3驱动系统的选择
机械手常用的驱动方式有液压驱动、气压驱动、电机驱动三种驱动方式。这三种驱动方式各有所长。
液压驱动输出功率较大,控制精度较高,可无级调速,适用于重载低俗驱动,液压元件成本较高,液压介质对环境温度要求较高,且有一定的密封问题。气体驱动气体压缩性大,精度低,阻尼效果差,且低速不易控制。电机驱动输出功率较大,控制精度高,可实现高速高精度连续控制,伺服特性较好,伺服电机以与标准化,结构性能较好,噪音低,无密封问题。
机械手驱动各有优缺点,通常对机械手的驱动系统的要求有:驱动系统的质量尽量要轻,单位质量的输出功率要高,效率也要高;反应速度要快;驱动尽可能要灵活;安全可靠且维护方便;对环境无污染且尽量控制噪音影响;经济上较为合理,减少占地面积。
基于上述驱动系统的特点和本次设计的机械驱动系统的设计要求,选用电机驱动作为本次机械手的驱动方式。
所有的设计工作完成之后就如下图的简易图所示,机床和上下料机械手及料台:
5 毕业设计(论文)内容