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                桁架機械手設計原理解析

                來源: 車床機械手發表時間:2019-07-03

                  在現代化生產線中,越來越講究的是柔性化、自動化、智能化生產。工業機器人大規模代替傳統人力進行生產活動是大勢所趨?!¤旒軝C械手主要適用于自動給數控機床的工件上下料,輔助其進行細密加工及工件運送等動作。因此桁架機械手的設計非常重要,需要綜合考慮各種因素以達到數控機床加工的需求。

                  機床上下料機器人主要由工業機器人、工件自動識別系統、自動啟動裝置、自動傳輸裝置、自動搬運系統等周邊設備組成,通過系統集成,可以實現單臺機床、加工單元、流水線和柔性加工單元的機加工自動化。具有定位準確、工作節拍可調、工作空間大、性能優良、運行平穩可靠、維修方便等特點。上下料機器人分為關節式機器人和直角坐標式機器人(桁架機械手)。


                桁架機械手


                  其中,桁架機器人機械手的重要部位——手臂,在相應的載荷和相應的速度下,實現在機械手所要求的工作空間內的運動。在進行桁架式機械手手臂設計時,要遵循下述原則:

                  1.應盡可能使全自動桁架機械手手臂各關節軸相互平行;相互垂直的軸應盡可能相交于一點,這樣可以使機械手運動學正逆運算簡化,有利于機械手的控制。

                  2.減少摩擦作為機器人機械手工作的條件之一,桁架式機械手也要盡可能地減少機械間隙所造成的運動誤差,因此在設計桁架式機械手的時候,機械手各關節的軸承間隙要盡可能小,各關節都應有工作可靠、便于調整的軸承間隙調整機構。

                  3.應在保證機械手手臂有足夠強度和剛度的條件下,盡可能在結構上、材料上設法減輕手臂的重量。力求選用高強度的輕質材料,通常選用高強度鋁合金制造機械手的手臂。以此來提高桁架式機械手的運動速度與控制精度。

                  4.桁架式機械手手臂在結構上要考慮各關節的限位開關和具有相應緩沖能力的機限位塊,以及驅動裝置,傳動機構及其它元件的安裝。

                  5.桁架機械手的手臂相對其關節回轉軸應盡可能在重量上平衡,這對減小電機負載和提高機械手手臂運動的響應速度是非常有利的。在設計桁架機械手的手臂時,應盡可能利用在機械手上安裝的機電元器件與裝置的重量來減小機械手手臂的不平衡重量,需要時還要設計平衡機構來平衡手臂殘余的不平衡重量。

                  6.龍門桁架式機械手手臂的結構尺寸應滿足機械手工作空間的要求。工作空間的形狀和大小與機械手手臂的長度,手臂關節的轉動范圍有密切的關系。但桁架機械手手臂末端工作空間并沒有考慮機械手手腕的空間姿態要求,如果對機械手手腕的姿態提出具體的要求,則其手臂末端可實現的空間要小于上述沒有考慮手腕姿態的工作空間。

                  在數控生產車間中,機械加工業大量采用數控機床機械手代替傳統的人工或半自動生產線,具有高精度,高服從,柔性自動化等特點,是決定了往后數控機床在世界機械制造業技術市場中占有有利地位的必由之路,是工廠自動化的基礎。

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