基于PLC的气动真空吸盘工业机械手设计

2021-08-11

以金属加工中用于板材加工的机械手为研究对象,对机械手的本体结构进行了分析。机械手使用气动真空吸盘作为机械手的末端效应器,具有4个自由度。详细介绍了末端效应器关键参数的设计与计算。实践证明,该机械手能满足生产线的要求。

  随着工业生产规模的不断扩大,生产线的自动化水平必须得到很大提高,特别是在高温、重载、噪声大等恶劣的工作环境中。人工操作劳动密集,易造成安全事故。在某公司的板生产线上,将板材熔化后再压铸成型,再进行粗切。切割后,板材需要运输至指定的机架。由于工件形状重、大,手工搬运效率低,需要大量员工,且容易发生碰撞,影响板材后续加工。设计的工业机械手采用真空吸盘作为机械手的末端效应器,利用真空吸力抓取工件,自动输送板材。

  真空机械手结构详细介绍如下

  结构要求

  机械手的功能是将粗切板(约10kg)从工作台运至堆垛架,要求堆放有序,无碰撞。结构要求在X、Y和Z三个方向上移动,Z轴可以旋转。结合实际生产线情况,相信操纵器必须满足以下要求:

  (1) 它分为三种机构:提升机构、横向运动机构和抓放机构;

  (2) 起升机构设计:直线提升,采用滚珠丝杠传动,直磨杆导向,垂直提升速度最快50mm/s,起升行程范围0~1800mm,最大承载力1000N;

  (3) 导线机构设计:X、Y方向横向横向,采用滚珠丝杠和正时带传动,最大移动速度50mm/s,移动行程范围0~350mm,最大承载力1000N;

  (4) 取放机构设计:工件采用气动方式拾取放置,总吸附力250N。

  总体结构

  工业机械手由支架、臂和抓地力组成。四个自由度为:X、Y、Z三个方向的运动和Z轴旋转。设计的操纵器的总体结构。总体设计思想是:X、Y、Z三个方向由伺服电机驱动,间接传动通过丝杠、正时带、轮系等机械机构进行。末端效应器是一种气动吸盘夹持器,通过改变吸盘的位置可以改变。形状工件的拾取和放置。

  传动过程

  以工件从位置1到位置2为例,机械手从原点开始,X轴伺服电机驱动安装在输出轴上的同步带一起旋转,同步带带动平行于X轴的轴旋转,从而驱动机械手工作平台沿X轴方向移动,然后Y轴伺服电机驱动操纵器平台沿Y轴方向移动,然后Z轴伺服电机驱动夹具向下移动,从位置1抓取工件;夹持器沿X方向向后上升,Y轴伺服电机驱动操纵器平台沿Y轴方向移动至高于位置2,Z轴伺服电机驱动爪向下移动工件。