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自动化上下料机械手臂简介及结构详解

2021-06-12 12:49 阅读次数:

自动上下料机械手是一种能够模拟人的手、臂的某些运动功能,用来抓取、移动物体或操纵机械的自动操作装置。它的特点是可编程地完成各种期望的操作,其结构和性能与人工或机械操作相同。该装置可替代人工,实现生产的机械化和自动化,在恶劣环境下也能正常工作,对人身安全有保护作用,因此广泛用于机械制造、冶金、电子、轻工业、原子能等领域。

自动化上下料机械手臂简介及结构详解

在装卸机设计中,自由度是关键参数。同时,随着操作人员操作自由度的增加,操作人员的灵活性增加,操作空间扩大,结构更加复杂。一般而言,专用的自动装卸机械手有2~3个自由度。通过控制自动装卸机的各个自由度的电机,实现了控制系统的具体动作。接收到传感器的反馈信号,形成稳定的闭环控制;控制器的核心通常是一些微控制芯片,如单片机或 dsp,它们通过编程来实现所需的功能。

执行机构,自动装卸机械手分为手、臂和躯干

1.将手置于手臂的前端

臂内孔安装有一个驱动轴,可以把球传到手腕上,然后转动,伸展手腕,打开手指。手部结构模仿人手指的自动装卸机械手,分为无关节、固定关节、自由关节三种。手指头可分为两指、三指、四指三种,其中两指指最为常见。可根据被夹物体的形状和尺寸,配置各种形状和尺寸的卡盘,满足操作要求。无指针的,通常指的是真空吸盘或磁力吸盘。

2.手臂的作用是引导手指准确地抓住工件,并把它送到需要的地方。自动装卸机械手要正确操作,必须准确地把三个自由度的臂架定位。

3.躯干为支架,用来安装手臂、动力和各种执行器。

2.自动装卸机的传动机构主要有四种:液压传动、气动传动、电传动和机械传动。

1.液力传动式自动装卸机械手一般由液压马达、各种油缸、油马达、伺服阀、油泵、油箱等组成,传动系统由操作机械手的执行机构传动。

一般抓地力很强(可达几百公斤或更大)。该产品结构紧凑,运行平稳,抗冲击,抗振动,防爆性能良好。但是,液压元件的加工精度和密封性要求较高。不然,石油泄漏会污染环境。

2.气动传动系统通常包括汽缸、气门、储气罐和空压机。本实用新型具有气源方便,动作迅速,结构简单,成本低廉,便于维护。

但是控制速度很难,气压不能太高,抓举能力不强。

3.电动传动是最常用的自动装卸机械手驱动方式。

它具有供电方便、响应快、驱动功率大(关节式握把重量可达400 kg)、信号检测、传输方便等优点,并能采用多种控制方式进行控制。

4.自动装卸机械手控制的主要内容有操作顺序、到达位置、动作时机、动作速度、加减速等。

自动化装卸机械手的控制分为两类,即位置控制和轨迹控制。控制器可根据操作要求,采用数字化顺序控制。在自动化操作机械手的操作过程中,控制存储器的方法有两种:独立存储器和集中存储器。独立存储器是把不同控制因素的信息分别存储在两个或多个存储器中,如销片、凸轮轴、穿孔带上存储器的顺序信息,时间继电器、定速鼓上存储器的位置信息等;中央存储器是把各种控制因素的全部信息储存在一台存储器上,如磁带、磁鼓等,这种方法适用于必须同时控制顺序、位置、时间、速度等情况,即连续控制。

在这种情况下,需要使用锁片来快速改变程序。换件过程只需要更换一个插件板,就可以重复使用同一个插件;换片过程可以包含无限长的程序长度,但是如果出现错误,就必须完全替换;换片过程的信息量有限。但是容易更换、保存、可重复使用;磁芯、磁鼓只能在大容量的场合使用。对于选用哪种控制元件,则要根据动作的复杂程度来确定。采用示教再现控制系统实现复杂机械手自动装卸作业。较为复杂的自动装卸机操作手采用数控系统,小型机或单片机控制。控制台采用销片最多,凸轮次之。该设备配有多个凸轮,每个凸轮分配一个运动轴,鼓运动一次完成一个循环。

四是机械手的自动化装卸能节约工人时间,提高效率,改善产品质量,提高安全性,提升工厂形象。

多节接自动装卸机械手的优势在于:动作灵活,移动惯量小,通用性强,可紧贴机座抓取工件,并能绕过机体和操作机构之间的障碍。由于生产的需要,对多臂架的灵活性、定位精度以及作业空间等方面的要求越来越高。多节臂也突破了传统的设计理念。连接的连接数可以从3到12个或更多。其形状不仅限于与人相似的手臂,而且因场合而异。多节臂机械臂具有单节臂不可比拟的性能。