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        多位吸盤并聯(lián)機械手應(yīng)用

        2016-04-18 06:51:07滕今朝威海職業(yè)學(xué)院
        電子制作 2016年20期
        關(guān)鍵詞:松塔傳送帶子程序

        滕今朝 威海職業(yè)學(xué)院

        多位吸盤并聯(lián)機械手應(yīng)用

        滕今朝 威海職業(yè)學(xué)院

        為進一步提高并聯(lián)機械手分揀速度和效率,這里介紹一種多位吸盤的并聯(lián)機械手。在動平臺上安裝多位吸盤。五個吸盤在垂直平面內(nèi)順時針或者逆時針轉(zhuǎn)動,使五個吸盤逐個到達需要的工作位置。同時,轉(zhuǎn)輪還可以在中間桿的作用下,繞Z軸轉(zhuǎn)動,可以實現(xiàn)將五個吸盤轉(zhuǎn)到空間的任意角度和方向,可以實現(xiàn)空間立體的安裝。

        并聯(lián)機械手;多位吸盤

        引言

        并聯(lián)機械手因采用閉鏈結(jié)構(gòu),具有剛度大、 精度高、重量輕、速度快、承載能力強等特點,非常適合于高速操作。自發(fā)明以來,取得了長足的發(fā)展,在電子、醫(yī)藥、食品等生產(chǎn)線的后包裝領(lǐng)域取得了重要應(yīng)用。

        在上述行業(yè)的包裝生產(chǎn)線上的應(yīng)用,不僅實現(xiàn)物料的快速搬運、裝箱、零件檢測和分揀工作等工序,同時實現(xiàn)物料的位姿擺放,在很大程度上提高生產(chǎn)效率,節(jié)省勞動力成本。目前,該類機械手主要在發(fā)達國家的輕工、電子、醫(yī)藥、食品等領(lǐng)域發(fā)揮作用,并創(chuàng)造了巨大的社會價值。隨著國內(nèi)勞動力成本的上升,以機械代替人工趨勢必將不斷加強,而且隨著中國經(jīng)濟的不斷發(fā)展,生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化趨勢將逐漸顯露,對于生產(chǎn)效率的追求也必將越來越明顯。所以,該類應(yīng)用型機械的開發(fā)在未來將具備強大的市場競爭力。

        通常并聯(lián)機械手依靠自身速度快的優(yōu)勢,進行高速操作。雖然在速度上能夠滿足要求,但是這樣仍然造成浪費和機械損耗。為進一步提高并聯(lián)機械手分揀速度和效率,這里介紹一種多位吸盤的并聯(lián)機械手。

        如圖1所示,在動平臺上安裝多位吸盤,以五個吸盤為例。吸盤安裝在轉(zhuǎn)輪上,轉(zhuǎn)輪由電機(步進電機、伺服電機、舵機)驅(qū)動,可以帶動五個吸盤在垂直平面內(nèi)順時針或者逆時針轉(zhuǎn)動,使五個吸盤逐個到達需要的工作位置。同時,轉(zhuǎn)輪還可以在中間桿的作用下,繞Z軸轉(zhuǎn)動,可以實現(xiàn)將五個吸盤轉(zhuǎn)到空間的任意角度和方向,從而適應(yīng)零件檢測和分揀工作等復(fù)雜工作,工作范圍不再局限于一個平面內(nèi),可以實現(xiàn)空間立體的安裝。例如,可以實現(xiàn)在圓錐表面的零件安裝。

        下面以在圓錐表面進行巧克力安裝的“巧克力松塔”為例,介紹多位吸盤并聯(lián)機械手的使用與控制。

        圖1 多位吸盤并聯(lián)機械手

        圖2 巧克力松塔

        圖3 巧克力拾取子程序

        圖4 巧克力安放子程序

        1.“巧克力松塔”生產(chǎn)線有兩條傳送帶:巧克力傳送帶和松塔傳送帶

        巧克力傳送帶上,巧克力分布成5列,從左至右5個一排,不停歇地從后向前傳送,巧克力傳送帶的速度恒定。

        松塔傳送帶上的松塔只有一列。松塔傳送帶間歇運動,當(dāng)前松塔上的巧克力安裝結(jié)束時,松塔傳送帶移動一次,將其移走,運來新的松塔,再暫停,等待安裝巧克力。每個松塔從上到下有6列孔,每列5個孔,每個孔需要安裝一顆巧克力。

        并聯(lián)機械手有五個吸盤(或者十個吸盤)。使用的吸盤數(shù)量,可以根據(jù)實際需要進行調(diào)整。要求并聯(lián)機械手在巧克力傳送帶不停歇的情況下,取出巧克力,安裝到松塔的30個孔中。

        2.下面介紹“巧克力松塔”生產(chǎn)線的主要流程

        首先是初始化。注意轉(zhuǎn)輪的第一個吸盤轉(zhuǎn)要至最下方,為拾取巧克力做準(zhǔn)備。

        啟動巧克力傳送帶,啟動松塔傳送帶。通過傳感器或者機器視覺,檢測到松塔進入工位,松塔傳送帶停止轉(zhuǎn)動。然后機械手根據(jù)機器視覺提供的巧克力位置信息,調(diào)整機械手位置、轉(zhuǎn)輪電機角度,用五個吸盤依次拾取巧克力。

        然后是給松塔安放巧克力。機械手根據(jù)機器視覺提供的松塔上安裝孔的位置信息,調(diào)整機械手位置、轉(zhuǎn)輪的Z軸角度、轉(zhuǎn)輪電機角度,使轉(zhuǎn)輪的第一個吸盤移至松塔第一個孔的位置附近,然后將巧克力放入孔中。以此類推,機械手五個吸盤依次分別將巧克力放入松塔的第一列孔中。

        然后再取巧克力,放入松塔的第二列孔,再放第三列孔,以此類推。

        巧克力拾取子程序流程圖,如圖3所示。巧克力安放子程序流程圖,如圖4所示。

        [1]第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品《3T1R新型四自由度高速并聯(lián)機械手創(chuàng)新設(shè)計》

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