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機械手數控車床夾持器的運動和驅動方式

更新日期:2016-07-04 點擊次數:5311
 機械手數控車床車床上下料機械手與數控車床相結合,數控機床機械手可以實現所有工藝過程的工件自動抓取、上料、下料、裝卡、工件移位翻轉、工件轉序加工等,能夠極大的節(jié)省人工成本,提高生產效率。特別適用于大批量、小型零部件的加工,如汽車變速箱齒輪、軸承套、剎車盤、金屬沖壓結構件等。
機械手數控車床替代人工,能按要求保質保量的完成生產要求,同時,一臺機械手數控車床使用壽命長達8-10年,基本上1年的樣子就可以快速回收資本
 
機械手數控車床主要是由工業(yè)機械手、工件自動識別系統(tǒng)、自動啟動裝置、自動搬運系統(tǒng)等周邊設備組成,通過系統(tǒng)集成,可以實現單臺車床、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(jié)拍可調、工作空間大、性能優(yōu)良、運行平穩(wěn)可靠、維修方便等特點。
機械手數控車床卡爪系統(tǒng)包括氣動卡爪與液壓卡爪(重型工件),其中氣動卡爪系統(tǒng)包括轉動氣缸、氣動手指及夾具;液壓卡爪則采用液壓系統(tǒng)供應動力。我們根據不同加工件的形狀、重量及工藝要求,配置適合的卡爪系統(tǒng),可以滿足各種軸類工件、圓形工件、環(huán)形工件、異形工件及其它特殊工件的快速、準確裝夾。   簡單點來說,車床機械手卡爪在機械制造過程中用來固定加工對象,使之占有正確的位置,車床機械手夾具以接受施工或檢測的裝置,又稱卡具。例如焊接夾具、檢驗夾具、裝配夾具、機床夾具等。
 
1.根據各種加工件的形狀、重量、工藝要求量身定制;
2.全面滿足圓形、軸類、環(huán)型及各種異形工件的夾取要求; 
3.采用進口氣缸及氣動系統(tǒng),品質穩(wěn)定,使用壽命長。
 
機械手數控車床是如何設計的數控車床機械手(數控銑床,加工中心等)組合zui終形成生產線,實現加工過程(上料、加工、下料)的自動化、無人化。目前,我國的制造業(yè)正在迅速發(fā)展,越來越多的資金流向制造業(yè),越來越多的廠商加入到制造業(yè)。數控車床機械手的出現能夠應用到加工工廠車間,滿足數控機床以及加工中心的加工過程安裝、卸載加工工件的要求,從而減輕工人勞動強度,節(jié)約加工輔助時間,提高生產效率和生產力。
 
  機械手數控車床夾持器的運動和驅動方式
  機器人夾持器及機器人手爪。一般工業(yè)機器人手爪,多為雙指手爪。按手指的運動方式,可分為回轉型和移動型,按夾持方式來分,有外夾式和內撐式兩種。
  機器人夾持器(手爪)的驅動方式主要有三種
  1.氣動驅動方式 這種驅動系統(tǒng)是用電磁閥來控制手爪的運動方向,用氣流調節(jié)閥來調節(jié)其運動速度。由于氣動驅動系統(tǒng)價格較低,所以氣動夾持器在工業(yè)中應用較為普遍。另外,由于氣體的可壓縮性,使氣動手爪的抓取運動具有一定的柔順性,這一點是抓取動作十分需要的。
  2.電動驅動方式 電動驅動手爪應用也較為廣泛。這種手爪,一般采用直流伺服電機或步進電機,并需要減速器以獲得足夠大的驅動力和力矩。電動驅動方式可實現手爪的力與位置控制。但是,這種驅動方式不能用于有防爆要求的條件下,因為電機有可能產生火花和發(fā)熱。
  3.液壓驅動方式 液壓驅動系統(tǒng)傳動剛度大,可實現連續(xù)位置控制。
  機械手數控車床的垂直手臂(大臂)升降和水平手臂(小臂)的伸縮運動都為直線運動。直線運動的實現一般是氣動傳動,液壓傳動以及電動機驅動滾珠絲杠來實現??紤]到搬運工件的重量較大,考慮加工工件的質量達30KG,屬中型重量,同時考慮到車床機械手的動態(tài)性能及運動的穩(wěn)定性,安全性,對手臂的剛度有較高的要求。綜合考慮,兩手臂的驅動均選擇液壓驅動方式,通過液壓缸的直接驅動,液壓缸既是驅動元件,又是執(zhí)行運動件,不用再設計另外的執(zhí)行件了;而且液壓缸實現直線運動,控制簡單,易于實現計算機的控制。
  因為液壓系統(tǒng)能提供很大的驅動力,因此在驅動力和結構的強度都是比較容易實現的,關鍵是機械手運動的穩(wěn)定性和剛度的滿足。因此手臂液壓缸的設計原則是缸的直徑取得大一點(在整體結構允許的情況下),再進行強度的較核。
 
  同時,因為控制和具體工作的要求,數控車床機械手的手臂的結構不能太大,若僅僅通過增大液壓缸的缸徑來增大剛度,是不能滿足系統(tǒng)剛度要求的。因此,在設計時另外增設了導桿機構,小臂增設了兩個導桿,與活塞桿一起構成等邊三角形的截面形式,盡量增加其剛度;大臂增設了四個導桿,成正四邊形布置,為減小質量,各個導桿均采用空心結構。通過增設導桿,能顯著提高車床機械手的運動剛度和穩(wěn)定性,比較好的解決了結構、穩(wěn)定性的問題。
 
  機械手數控車床腕部的結構設計
  機械手數控車床的手臂運動(包括腰座的回轉運動),給出了機器人末端執(zhí)行器在其工作空間中的運動位置,而安裝在CNC機械手手臂末端的手腕,則給出了機器人末端執(zhí)行器在其工作空間中的運動姿態(tài)。CNC機械手手腕是機器人操作機的zui末端,它與機器人手臂配合運動,實現安裝在手腕上的末端執(zhí)行器的空間運動軌跡與運動姿態(tài),完成所需要的作業(yè)動作。
 

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