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          桁架機械手如何選擇、分析、設計

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          桁架機械手如何選擇、分析、設計

          2021-08-23

             作為桁架機械手廠家我們可以把桁架機械手分成桁架、機械手、驅動系統。
          桁架機械手—桁架部分
                  可以把桁架簡單的看成梁,因為它的結構類似于力學當中的結構梁,從力學的角度分析,可以將機床桁架與簡支梁做橫向對比,可以通過簡支梁的彎矩圖分析桁架,增加機械手對桁架的作用力,我們可以參照下面的桁架機械手力學分析圖。在機床上桁架機械手有著很高的要求,要求機械手有著效率高、可靠性強的要求,對于桁架的立柱選擇,它要使桁架支撐穩定,同時也要節省機床的整體空間,而對于大多數立柱的結構,都選取鋼結構。

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          桁架機械手——機械手部分
          機械手爪
                  桁架機械手的作用就是起到運輸的作用,它是使工件在上下料的軌道與機床內之間移動,將加工后的零件從機床上拿出,再將要加工的零件從軌道上拿起,放到機床上。主要的動作就是:爪張開,抓取,升降,左右移動。對于機械手的手爪設計有很多種方案和形式,可以根據不同的需求,選擇不同的設計方法。下圖就是雷杰科技為客戶設計的其中一種。

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          桁架機械手

           

          機械自鎖手爪:這種結構很受客戶的喜歡,機械自鎖手爪的結構比較簡單,但是在對抓取上也做了復雜的設計,為了防止在夾持零件時候脫落,增加了自鎖裝置。
          連桿杠桿式手爪:從名稱我們就可以聯想到它的結構,連桿杠桿式手爪是利用機械連桿機構,通過連桿和杠桿的傳遞,使手爪夾持和松開,但這種機構有一個缺點,就是夾持力比較大。
          齒輪齒條式手爪:這種機構的傳遞性好,動作反應速度最快,它是通過齒輪之間的傳動來控制手爪,可以實現速度上的突破。
           
          機械手臂
                  對于桁架上機械手的手臂設計時,要考慮機械手臂的載荷,在運動上要實現快速運動,但在機構上也要能承受力。在機床桁架上的機械手一般做直線運動,所以在考慮手臂設計時候,一般選擇液壓直接驅動機械臂,在機械手臂的液壓缸選用上,要使液壓缸的直徑大一些,這樣手臂的整體強度比較高,而對于液壓缸的校核可以通過以下公式進行核對:
           
          活塞桿直徑的校核公式:
           
          式中:F——活塞桿上的作用力;[σ]——活塞桿材料的許用應力。
           
          缸體壁厚的校核公式:
           
          式中:D——缸筒內徑;py——缸筒的試驗壓力。
           
                  桁架機械手的運動為機械手在桁架上做水平運動,到達指定位置后,機械手下降運動,手爪夾緊工件,帶動工件上升,逆向運動,將零件放置到軌道上,手爪松開,在這個期間內,有幾個位置PLC控制限位器,分別在機械手的下降和上升停止的時候。在機械手將零件從機床夾持時候,下一個工件到待定區域,機械手結束這個動作后,回到待加工零件位置處,機械手下降,夾持零件,將零件放置到機床內,機械手回到初始位置,PLC停止脈沖輸出,機床進行加工,機械手完成運動,桁架機械手往返做以上運動。
           
          桁架機械手——驅動系統
                  對于機床桁架機械手驅動方式的選擇可分為回轉型和移動型,是通過手指的方法區分,要是通過機械手夾持的不同可以分為內外兩種。
          (1)氣動驅動方式:這種控制方式是通過電磁閥來控制機械手,在通過利用氣流調節閥來控制機械手的運動速度,這種驅動的成本比較低,因為得到氣體成本低。
          (2)電動驅動方式:在機床桁架機械手設計上,這種驅動方式使用最頻繁,因為機床也需要用電,而這驅動系統只是需要利用電機,就可以達到速度上的控制。
          (3)液壓驅動方式:液壓驅動方式是通過液壓系統進行控制,它的好處就是可以實現連續位置控制,同時傳動剛度也大,液壓驅動一般選擇液壓馬達作為動力源,液壓驅動元件的特點可以參照下表。

                  中國制造業不斷發展,而且勞動力成本也處在一個不斷上升的趨勢,機床在自動化行業歡迎程度也隨之提高,但同時也要將機床的配套設施提高上去,尤其對于生產大批零件,機械手運用的也就越來越廣。對于現代工業發展來說,機械手的發展速度并不是很快,對于機械手的控制上要采用PLC控制是最方便的,而對于機械手的發展要不斷去開發,需要客觀地分析實際情況去設計,要將多元素有機結合起來。


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