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桁架機械手設(shè)計原理解析

來源： 車床機械手發(fā)表時間：2019-07-03

　　在現(xiàn)代化生產(chǎn)線中，越來越講究的是柔性化、自動化、智能化生產(chǎn)。工業(yè)機器人大規(guī)模代替?zhèn)鹘y(tǒng)人力進(jìn)行生產(chǎn)活動是大勢所趨?！¤旒軝C械手主要適用于自動給數(shù)控機床的工件上下料，輔助其進(jìn)行細(xì)密加工及工件運送等動作。因此桁架機械手的設(shè)計非常重要，需要綜合考慮各種因素以達(dá)到數(shù)控機床加工的需求。

　　機床上下料機器人主要由工業(yè)機器人、工件自動識別系統(tǒng)、自動啟動裝置、自動傳輸裝置、自動搬運系統(tǒng)等周邊設(shè)備組成，通過系統(tǒng)集成，可以實現(xiàn)單臺機床、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(zhǔn)確、工作節(jié)拍可調(diào)、工作空間大、性能優(yōu)良、運行平穩(wěn)可靠、維修方便等特點。上下料機器人分為關(guān)節(jié)式機器人和直角坐標(biāo)式機器人(桁架機械手)。


桁架機械手


　　其中，桁架機器人機械手的重要部位——手臂，在相應(yīng)的載荷和相應(yīng)的速度下，實現(xiàn)在機械手所要求的工作空間內(nèi)的運動。在進(jìn)行桁架式機械手手臂設(shè)計時，要遵循下述原則：

　　1.應(yīng)盡可能使全自動桁架機械手手臂各關(guān)節(jié)軸相互平行;相互垂直的軸應(yīng)盡可能相交于一點，這樣可以使機械手運動學(xué)正逆運算簡化，有利于機械手的控制。

　　2.減少摩擦作為機器人機械手工作的條件之一，桁架式機械手也要盡可能地減少機械間隙所造成的運動誤差，因此在設(shè)計桁架式機械手的時候，機械手各關(guān)節(jié)的軸承間隙要盡可能小，各關(guān)節(jié)都應(yīng)有工作可靠、便于調(diào)整的軸承間隙調(diào)整機構(gòu)。

　　3.應(yīng)在保證機械手手臂有足夠強度和剛度的條件下，盡可能在結(jié)構(gòu)上、材料上設(shè)法減輕手臂的重量。力求選用高強度的輕質(zhì)材料，通常選用高強度鋁合金制造機械手的手臂。以此來提高桁架式機械手的運動速度與控制精度。

　　4.桁架式機械手手臂在結(jié)構(gòu)上要考慮各關(guān)節(jié)的限位開關(guān)和具有相應(yīng)緩沖能力的機限位塊，以及驅(qū)動裝置，傳動機構(gòu)及其它元件的安裝。

　　5.桁架機械手的手臂相對其關(guān)節(jié)回轉(zhuǎn)軸應(yīng)盡可能在重量上平衡，這對減小電機負(fù)載和提高機械手手臂運動的響應(yīng)速度是非常有利的。在設(shè)計桁架機械手的手臂時，應(yīng)盡可能利用在機械手上安裝的機電元器件與裝置的重量來減小機械手手臂的不平衡重量，需要時還要設(shè)計平衡機構(gòu)來平衡手臂殘余的不平衡重量。

　　6.龍門桁架式機械手手臂的結(jié)構(gòu)尺寸應(yīng)滿足機械手工作空間的要求。工作空間的形狀和大小與機械手手臂的長度，手臂關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動范圍有密切的關(guān)系。但桁架機械手手臂末端工作空間并沒有考慮機械手手腕的空間姿態(tài)要求，如果對機械手手腕的姿態(tài)提出具體的要求，則其手臂末端可實現(xiàn)的空間要小于上述沒有考慮手腕姿態(tài)的工作空間。

　　在數(shù)控生產(chǎn)車間中，機械加工業(yè)大量采用數(shù)控機床機械手代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工或半自動生產(chǎn)線，具有高精度，高服從，柔性自動化等特點，是決定了往后數(shù)控機床在世界機械制造業(yè)技術(shù)市場中占有有利地位的必由之路，是工廠自動化的基礎(chǔ)。