亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        桁架式機(jī)器人的機(jī)械設(shè)計與研究

        2014-10-17 06:17:14朱金權(quán)
        中國新技術(shù)新產(chǎn)品 2014年17期
        關(guān)鍵詞:結(jié)構(gòu)特點橫梁結(jié)構(gòu)設(shè)計

        朱金權(quán)

        摘 要:本文介紹了桁架機(jī)器人的基本組成、結(jié)構(gòu)特點、傳動系統(tǒng)及結(jié)構(gòu)設(shè)計時的相關(guān)計算, 為桁架機(jī)器人在工業(yè)制造領(lǐng)域的普及和應(yīng)用提供相關(guān)技術(shù)支持。

        關(guān)鍵詞:桁架機(jī)器人;橫梁;結(jié)構(gòu)特點;結(jié)構(gòu)設(shè)計;設(shè)計計算

        中圖分類號:TP242.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A1概述

        桁架式機(jī)器人是一種綜合了計算機(jī)、控制論、機(jī)構(gòu)學(xué)、信息和傳感技術(shù)、人工智能等多學(xué)科而形成的高新技術(shù)產(chǎn)品。是一種能進(jìn)行自動控制的、可重復(fù)編程的、多功能的、多自由度的、多用途的操作設(shè)備。隨著國內(nèi)企業(yè)用人成本的不斷增加,桁架式工業(yè)機(jī)器人在制造業(yè)中實現(xiàn)規(guī)?;a(chǎn)、擺脫單調(diào)重復(fù)的體力勞動、提高產(chǎn)品質(zhì)量方面具有明顯的優(yōu)勢,在高溫、有毒場合具有人工無法替代的作用,在機(jī)械加工業(yè)具有廣泛的運用,了解和掌握桁架式機(jī)器人的特點、結(jié)構(gòu)和設(shè)計,對推動我國機(jī)器人的運用具有現(xiàn)實的指導(dǎo)意義。

        2結(jié)構(gòu)形式與特點

        2.1結(jié)構(gòu)形式:

        桁架機(jī)器人的結(jié)構(gòu)形式如圖1所示,總體為龍門框架結(jié)構(gòu)形式,根據(jù)加工零件生產(chǎn)工藝要求,可以將多臺加工設(shè)備(加工中心或數(shù)控設(shè)備)組合成一個獨立的自動化生產(chǎn)單元,實現(xiàn)零件的自動化、批量化生產(chǎn),從而提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。根據(jù)龍門跨度的長短,為提高設(shè)備上橫梁的剛性,可在兩端立柱之間適當(dāng)增加中間立柱,中間立柱的位置一般以跨度5~6米為宜。按照這種布置形式,桁架機(jī)器人可以盡可能多得將多臺加工設(shè)備組合在同一加工單元內(nèi),最大限度的滿足加工要求,提高生產(chǎn)效率。

        2.2設(shè)備特點:

        2.2.1運動部件直線運行,最大直線運行速度達(dá)150m/min(即2.5m/s),速度5倍于機(jī)床的運行速度;

        2.2.2運動時的加速度2倍于機(jī)床的加速度,達(dá)到10m/s2;

        2.2.3重復(fù)定位精度高,達(dá)到±0.05mm,完全能滿足一般自動加工設(shè)備的定位精度要求;

        2.2.4最大限度地將零件加工工藝所需加工設(shè)備有機(jī)組合在一個加工單元內(nèi),實現(xiàn)加工功能化、規(guī)?;?;

        2.2.5立體龍門空間結(jié)構(gòu),占地面積少,維護(hù)維修方便;

        3設(shè)備組成

        3.1立柱:立柱是桁架機(jī)器人的基本結(jié)構(gòu)件之一,是支承上部橫梁,固定桁架機(jī)器人于安裝基礎(chǔ)平面的重要結(jié)構(gòu)零件。通常采用“冷拔無縫方形鋼管”和鋼板焊接而成,上部設(shè)計成L型結(jié)構(gòu)用于連接橫梁,能方便安裝時調(diào)整橫梁的工作面,使安裝于橫梁上的豎軸(Z軸)的軸線垂直作用于立柱安裝基礎(chǔ)平面,同時為增加立柱的穩(wěn)定性,立柱下部的安裝面應(yīng)使上部橫梁受力作用點落在立柱下部的安裝底板有效范圍內(nèi),以減少因上部橫梁和Z軸運動部件的質(zhì)量對立柱造成的偏心傾覆力矩。

        3.2橫梁:橫梁是桁架機(jī)器人的另一重要基本結(jié)構(gòu)件之一,它的剛度、強(qiáng)度直接影響到整個設(shè)備的精度。因此橫梁的設(shè)計是桁架機(jī)器人設(shè)計的關(guān)鍵,它是桁架機(jī)器人的X軸,其上安裝有Z軸沿橫梁運動的導(dǎo)軌組件和齒輪齒條傳動機(jī)構(gòu),承載著機(jī)械手抓取機(jī)構(gòu)的自重、機(jī)械手抓取的外部負(fù)載、整個Z軸機(jī)構(gòu)的自重等載荷。橫梁兩端裝有限制Z軸運動超出行程的行程限位器和端蓋。

        3.3豎軸:豎軸又稱為Z軸,是機(jī)器人上下運動的軸,它上部安裝于和X軸相連接的托板上,下部裝有抓取工件的機(jī)械手,其上裝有Z軸上下運動的導(dǎo)軌組件和齒輪齒條傳動機(jī)構(gòu)。Z軸上端部裝有Z軸運動限位器和端蓋。

        3.4托板:托板是桁架機(jī)器人運動及驅(qū)動機(jī)構(gòu)的安裝主體零件,其上安裝有如下零部件:

        3.4.1驅(qū)動Z軸沿X軸運動的電機(jī)及減速機(jī)組件;

        3.4.2驅(qū)動Z軸上下運動的電機(jī)及減速機(jī)組件;

        3.4.3沿X軸和Z軸運動時的潤滑系統(tǒng);

        3.4.4 Z軸上下運動時的電纜及氣管拖鏈;

        3.4.5沿X軸和Z軸運動的導(dǎo)軌滑塊或?qū)驖L輪組件及相應(yīng)潤滑和刮削保護(hù)罩;

        為提高Z軸運動時的重復(fù)定位精度,減少Z軸運動時的運動慣量,托板通常采用鋁合金材料,以減輕自身質(zhì)量,減少運動慣性沖擊。

        3.5手爪:手爪是桁架機(jī)器人運動時抓取工件的執(zhí)行機(jī)構(gòu),它安裝于桁架機(jī)器人Z軸的下端。根據(jù)抓取工件的大小、質(zhì)量、形狀及工作節(jié)拍的不同,抓手的結(jié)構(gòu)也發(fā)生相應(yīng)的變化,為有效實現(xiàn)手爪的抓取功能,手爪上需要設(shè)計并安裝如下功能部件,并確定相關(guān)技術(shù)參數(shù):

        3.5.1爪手定位功能部件:確定爪手與工件之間的正確位置,實現(xiàn)爪手準(zhǔn)確抓取工件的部件,通常采用導(dǎo)銷、導(dǎo)套定位;

        3.5.2工件抓取或松開部件:實現(xiàn)爪手抓取工件時,夾緊與松開的部件,設(shè)計時需計算爪手的額定抓取質(zhì)量,它是機(jī)械手的重要參數(shù)之一。根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)形式,設(shè)計時需考慮如下:

        (1)工件在爪手中的定位方式:固定機(jī)械擋塊定位、可調(diào)機(jī)械擋塊定位、行程開關(guān),電位器及各種位置設(shè)定和檢測傳感裝置;

        (2)夾緊與松開的驅(qū)動方式:氣動、液動、電動或機(jī)械傳動;

        (3)手指夾持范圍:針對工件的形狀和夾緊位置,為確保爪手能正確取放工件,手指夾緊和松開的范圍大??;

        (4)定位檢測位置傳感器:在定位功能部件上安裝的定位檢測傳感器,用于在爪手抓取工件前給爪手的驅(qū)動(電機(jī)控制器、氣缸或油缸的電磁閥)發(fā)出定位到位信號的裝置;

        (5)夾緊、松開位置傳感器:在工件抓取或松開部件上安裝的定位檢測傳感器,用于爪手夾緊、松開工件到位后給機(jī)器人發(fā)出定位到位信號的裝置,便于機(jī)器人接收到夾緊、松開信號后執(zhí)行后面相關(guān)動作;

        (6)爪手的自由度數(shù)目及驅(qū)動源:為順利抓取和放置工件,需考慮整個爪手共有幾個運動自由度,同時需考慮這些自由度實現(xiàn)的驅(qū)動源:氣缸、油缸、電機(jī)的布置及安裝方式,氣壓、油壓大小、電機(jī)的型號或規(guī)格等;

        (7)整個爪手的質(zhì)量:爪手的質(zhì)量是爪手未抓取工件時爪手自身的質(zhì)量,它是計算機(jī)器人承載能力的參考因素之一。桁架機(jī)器人的承載能力取決于爪手的額定抓取質(zhì)量及整個爪手的自身質(zhì)量,兩者之和的大小是各軸相關(guān)設(shè)計計算的依據(jù)。

        (8)拖鏈:拖鏈?zhǔn)氰旒軝C(jī)器人運動時各個運動軸上通信電纜、氣管、油管、信號線的固定、連結(jié)和支承的載體,它具有方便、美觀、牢固、耐磨、低噪音的特點,在桁架機(jī)器人行業(yè)中已廣泛使用。

        3.6潤滑系統(tǒng):桁架機(jī)器人的齒輪齒條、導(dǎo)軌滑塊、導(dǎo)向滾輪等各運動部分,由于不停地高速運動,運動部件之間會發(fā)熱、磨損,從而影響設(shè)備的精度。為此,在各運動部件處設(shè)置潤滑點。將潤滑系統(tǒng)安裝在托板上,電動潤滑泵將潤滑脂不斷輸出,通過潤滑系統(tǒng)控制器,將潤滑脂定時、定量地輸送至各潤滑點,實現(xiàn)集中潤滑。

        4傳動系統(tǒng)

        4.1伺服電機(jī):伺服電機(jī)是驅(qū)動各運動部件(X軸、Z軸)運動的動力源,安裝于托板上,電機(jī)主軸前端與減速機(jī)的輸入端相連,在減速機(jī)的輸出軸上裝有帶動各運動部件運動的齒輪,齒輪與齒條相嚙合,齒條固定于各自軸的橫梁上,通過電機(jī)的啟停和正反轉(zhuǎn)帶動齒輪的停止和轉(zhuǎn)動,從而帶動各軸作相應(yīng)的啟停和往復(fù)運動。伺服電機(jī)常采用三菱、西門子等品牌,根據(jù)需要選擇帶“電磁制動器”的伺服電機(jī),使電機(jī)在斷電停機(jī)時能實現(xiàn)可靠制動,保證各運動部件(X軸、Z軸)運動時的可靠性、安全性。由于Z軸是帶動工件上下運動的承載部件,驅(qū)動Z軸運動的電機(jī)需要克服Z軸本身質(zhì)量、工件質(zhì)量和手爪質(zhì)量,為保證Z軸運動的安全,驅(qū)動Z軸運動的伺服電機(jī)必須具有“電磁制動器”功能。

        為提高驅(qū)動各運動部件(X軸、Z軸)的驅(qū)動能力,減少伺服電機(jī)的扭矩或功率,根據(jù)各運動部件實際運動速度和承載能力大小,可在各伺服電機(jī)輸出軸上安裝減速比合適的減速機(jī),減速機(jī)通常采用與伺服電機(jī)相匹配的同品牌減速機(jī),以保證傳動精度與可靠性。

        4.2導(dǎo)軌滑塊:導(dǎo)軌滑塊是各運動部件(X軸、Z軸)精確運動的導(dǎo)向機(jī)構(gòu),具有大承載、高精度、高速度、高可靠性、低磨損、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的優(yōu)點,在桁架機(jī)器人中已廣泛使用?;瑝K安裝在托板上,內(nèi)有鋼球,使滑塊與導(dǎo)軌之間的接觸為滾動摩擦,大大降低了二者之間的運動摩擦阻力;導(dǎo)軌安裝在橫梁上。由于導(dǎo)軌與滑塊之間的低摩擦性,使得采用導(dǎo)軌與滑塊裝置具有如下優(yōu)點:

        4.2.1動、靜摩擦力之差很小,隨動性極好,即驅(qū)動信號與機(jī)械動作滯后的時間間隔極短,有益于提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度和靈敏度;

        4.2.2電機(jī)驅(qū)動功率大幅下降,只相當(dāng)于普通機(jī)械的1/10;

        4.2.3適應(yīng)高速直線運動,其瞬時速度比滑動導(dǎo)軌提高約10倍;

        4.2.4能實現(xiàn)高定位精度和重復(fù)定位精度。實現(xiàn)無間隙運動,提高機(jī)械系統(tǒng)的運動剛度;在成對使用導(dǎo)軌副時,具有“誤差均化效應(yīng)”,從而降低基礎(chǔ)件(導(dǎo)軌安裝面)加工精度要求;

        4.2.5導(dǎo)軌采用表面硬化處理,使導(dǎo)軌具有良好的可校性;心部保持良好的機(jī)械性能;

        4.2.6簡化了機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計和制造;

        4.3齒輪齒條:齒輪齒條是安裝在各自運動部件(X軸、Z軸)上,通過電機(jī)驅(qū)動,實現(xiàn)各運動部件運動的傳動部件,齒條安裝在各運動部件的橫梁上,與導(dǎo)軌滑塊平行布置。齒輪與安裝在“托板”上的減速機(jī)的輸出軸相連,并與齒條嚙合傳遞運動。齒輪齒條齒面的熱處理可按:調(diào)質(zhì)、感應(yīng)淬火、全淬火或滲氮處理。齒輪齒條材質(zhì)常為:碳鋼45、42CrMo4V、16MnCr5等,齒面硬度可達(dá)到HRC55~60,齒條長度從1000mm~3000mm不等,精度從5級~11級不同。根據(jù)不同的承載情況,選擇不同的材質(zhì)、硬度和精度。

        結(jié)語

        桁架機(jī)器人在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中已經(jīng)獲得了廣泛的應(yīng)用,研究桁架機(jī)器人的相關(guān)結(jié)構(gòu)和技術(shù)參數(shù),對桁架機(jī)器人的設(shè)計、優(yōu)化機(jī)器人的參數(shù)、最大限度發(fā)揮桁架機(jī)器人的優(yōu)勢,具有重要的現(xiàn)實指導(dǎo)意義。

        參考文獻(xiàn)

        [1]聞邦椿,張義民,鄂中凱等,機(jī)械設(shè)計手冊,第1卷.-5版。北京:機(jī)械工業(yè)出版社2010.1:1-127

        Wen B C, Zhang Y M,E Z K, etc. Mechanical Design Handbook, Volume 1. -5 Edition. Beijing: Mechanical Industry Press 2010.1: 1-127

        猜你喜歡
        結(jié)構(gòu)特點橫梁結(jié)構(gòu)設(shè)計
        高層建筑連體結(jié)構(gòu)設(shè)計
        結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用
        軟橫跨改軟索式硬橫梁研究
        基于鋼橫梁剛度折減的鋼板組合梁地震響應(yīng)分析
        立式車床高精度、高剛度進(jìn)給式橫梁設(shè)計
        低凈空隧道內(nèi)柔性接觸網(wǎng)大修換線施工方案探討
        淺談多級離心泵檢修技術(shù)要點
        框架剪力墻結(jié)構(gòu)建筑施工技術(shù)的應(yīng)用
        高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計特點及基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計探討
        BIM結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)用
        无遮挡呻吟娇喘视频免费播放 | 无码专区天天躁天天躁在线| 午夜影视啪啪免费体验区入口| 人妻风韵犹存av中文字幕| 美女用丝袜脚玩我下面| 国产精品激情| 亚洲国产一区二区在线| 国产av一区网址大全| 精品人妻一区二区三区在线观看 | 无码a级毛片免费视频内谢| 中文字幕人乱码中文字幕乱码在线| 日韩视频在线观看| 久久人人妻人人做人人爽| 精精国产xxx在线视频app| 99久久精品人妻一区| 亚洲高清乱码午夜电影网| 美女大量吞精在线观看456| 无码丰满熟妇浪潮一区二区av| 日本免费精品一区二区| 精品区2区3区4区产品乱码9| 2021国产视频不卡在线| 亚洲色图视频在线观看,| 精品人妖一区二区三区四区| 国产一区二区精品久久| 欧美乱人伦中文字幕在线不卡| 青青草视频在线播放观看| 高h喷水荡肉爽文np肉色学校| 国产一区二区不卡老阿姨| 亚洲精品一区二区三区播放| 日本午夜精品一区二区三区| 久久久久久无码av成人影院| 久久狠狠第一麻豆婷婷天天| 久久精品亚洲熟女九色| 亚洲精品成人无限看| 97免费人妻在线视频| 放荡人妻一区二区三区| 极品一区二区在线视频观看| 免费观看性欧美大片无片| 91青草久久久久久清纯| 亚洲中文字幕高清av| 亚洲国产成人精品无码区二本 |