Aug 15, 2022
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轉發自:機床與液壓
丁錦宏
(江蘇工程職業技術學院, 江蘇南通 226000)
根據沖床工作臺及物料尺寸等因素, 確定物料臺到沖床工作臺中心之間的距離, 即手臂行程為700 mm。
機械手結構如圖 3 所示。
該機械手由手臂、 手臂驅動機構 ( 圖中未畫出)、 吸盤和氣缸等組成[4] 。
手臂由驅動機構使其伸縮運行。
為使沖床連續運行, 則機械手運行周期需要和沖床運行周期相一致,故需要對其驅動機構進行詳細分析。
吸盤作為拾取器來取放物料。
根據物料的質量和尺寸, 確定使用單個吸盤, 安全系數取 4, 選用型號為 ZPX40HB, 側面進氣, 總高度為 59 mm, 吸盤直徑為 ?43 mm。
由于拾取器總高度必須小于沖床的安全高度為 90 mm, 因而吸盤不能直接與氣缸活塞相聯接, 因而采用圖 3 中的聯接方式。
氣缸帶動吸盤做上下運動。
根據吸取物料的質量, 同時考慮穩定性和氣缸長度等限制, 選取雙活塞桿氣
3、機械手節拍分析與驅動元件確定
機械手以縮回位置為原點, 需要完成以下 8 個動作: 下降、 吸料、 上升、 伸出、 下降、 放料、 上升、縮回等。
吸盤吸著力的形成需要時間為 0?? 15 s, 為了增強可靠性, 該時間增加到 0?? 2 s。 吸盤放料需要時間為0?? 1 s[5] 。
氣缸的動作時間與氣路、 電磁閥動作時間等有著復雜的關系, 計算較為復雜, 按照氣缸的標準使用速度為 50 ~ 500 mm / s 進行估算, 取氣缸運行速度 500mm / s, 由此, 氣缸下降和上升運行時間分別為 0?? 02 s。
在機械手設計時, 考慮使用氣缸和伺服電機兩種方案驅動機械手的運行。若使用伺服電機帶動滾珠絲桿, 驅動手臂伸縮,則在該機械手負載的情況下, 一般選擇絲桿螺距 p =
5、 電機轉速 s = 3 000 r / min。
伸出與縮回時間均為7p0s0×60 = 5×7300000×60 = 2?? 8 s。
通過以上計算可見, 使用氣缸驅動手臂時, 機械手總運行時間為 3?? 18 s, 已經大大超過沖床運行周期1?? 71 s, 需要沖床在運轉中等待, 不符合設計要求。
使用伺服電機驅動手臂時, 機械手總運行時間更長,在此不適合使用。
因此, 確定使用氣缸作為驅動元件, 其不足之處在于氣缸無法在行程的中間任意位置停留, 不能實現預送料。
5 機械手節拍計算與協調性研究
由于機械手臂伸出距離 L1 = 700 mm, 則氣缸伸出距離 L2 = 700 / 3 mm。
按照氣缸運行速度 500 mm / s計算, 氣缸伸出時間 t1 = 0?? 47 s。
機械手完成下降、 吸取、 上升、 伸出、 下降、 放松、 上升、 縮回的運行時間為
t = 0?? 02 + 0?? 2 + 0?? 02 + 0?? 47 + 0?? 02 + 0?? 1 + 0?? 02 +0?? 47 = 1?? 32 s
此運行時間小于沖床運行周期 1?? 71 s, 可與沖床相配合使用。
(1) 機械手運行周期
現將機械手運行周期分為 3 個階段: 取料階段、等待階段和送料階段, 3 個階段的運行過程為取料階段、 等待階段和送料階段 3 個階段構成機械手的運行周期。
機械手以縮回的位置為初始狀態。
(1) 運行協調與運行節拍計算沖床與機械手協調運行的方法為:
(2) 沖床與機械手同時工作, 沖床連續運行;
(3) 機械手從第二個運行周期開始, 其運行周期與沖床運行周期相同;
(4) 當滑塊回退到安全高度時, 機械手開始伸出送料, 這是協調運行的關鍵, 不但清除了沖床與機械手在節拍上的時間計算與運行誤差, 而且保證了安全性;
(5) 送料階段和取料階段是連續完成的。
沖床與機械手協調運行時間關系如圖 5 所示。
由圖 5 可見:機械手第一個運行周期的周期時間短, 第二個以后的運行周期時間相同, 為沖床運行周期
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