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本装置是一套能自动搬运货物的装置。它主要用于自动生产线，能实现机械手抓物后升高1.5m，转过270°后再下降1.5m的升降动作。 由执行系统、驱动系统和控制系统组成。 执行系统是由机械手完成抓取工件(或工具)，实现所需的各种运动的机械部分。设计中钳爪采用锻造并结合焊接结构。为防止夹坏物体，夹紧力应限制在一定范围内，并镶有橡胶垫，同时在转轴下方装有限位杆，限位轩一端与一夹板连成一体，另一端装有可调螺母，用于对两夹板的间距进行凋整，以适应被夹取的物体的形状和尺寸。执行系统的主要性能参数如表1所示。 实现升降高1.5m和旋转采用纯液压。所设计的机械手臂部具有升降、旋转功能。为降低臂部的重量，增大臂部的刚度，本设计手臂采用 =3mm的钢板折弯成矩形粱。为减轻结构重量，在保证钳爪强度的前提下，可在钳爪面上加工一些孔。 升降缸上升过程中．要承受梁、配重、夹持都分重量、转动缸部分重量、升降筒体及法兰重量等。升降缸开始上升时．若速度太大，使得加速度过大，上升到位时，会对液压缸产生较大的冲击，减小寿命，升降缸采用慢升-快升-慢升的工作循环。下降也采用慢降-快降一慢降的工作循环。为提高效率，在升降缸开始下降的同时，取物装置的手部应张开。在下降时，为了防止液压缸在重力作用下超速下行，回路中应有平衡回路。当升降缸下降到位碰到行程开关时，应指示夹紧缸实现夹紧，夹紧后，升降缸又经慢升-快升-慢升直至到位。上升阶段用6.5s ，下降阶段用4.5s， 工作循环图如图l所示。 摆动液压马达开始转动时，若速度太大，会造成加速度过大，从而造成过大的惯性力，转动到位时，会对摆动液压马达和旋转梁产生冲击，严重时会对设备造成损坏。为减少设备运动时的惯性冲击，增加其使用寿命及运行的稳定性，同时也为了提高设备生产率，将摆动液压马达带动旋转梁作左右旋转运动设置为慢一快一慢顺序。由于梁在转动过程中，搬运物体比较小，可将旋转梁一个旋转周期的左右转动速度设为一样，设旋转梁一个旋转周期用17s。从左转到右转用8．5s。刚开始慢转45。用2s，快转180。用4．5s，最后慢转45。用2s。梁的起动、制动时间△￡取0．5s。工作循环图如图2所示。 控制系统是机械手的指挥系统，控制驱动系统，让执行机构按照规定的要求来进行工作，并检测正确与否。本设备采用三菱Fl一60MR可编程序控制器。可编程序控制器的控制方式是软控制，它充分发挥PLC内部继电器接点可重复使用的优点，简化中间控制环节，节约材料费用，减少维修工作量，当需要改变被控对象的控制内容，甚至改变控制对象时，在硬件方面不必作任何改动，不需改变控制线路，只要改变PLC的控制程序即可。在机械手控制系统中大多是开关量，设备控制功能主要为上升、下降、旋转。在油路中设置有换向电磁阀、单向阀、单向节流阀、减压阀以及调速阀，并有8个行程开关，实现上升、下降、旋转的慢一快一慢控制，以及实现慢夹快放功能，是一种典型的顺序控制系统。控制工艺不要求实现PID闭环控制，所以从控制功能上看PLC能很方便地实现对此控制要求。随着工业控制技术的发展，采用可编程序控制器是工业控制的发展趋势，故本控制系统采用PLC控制。 本装置可用于需要实现上升一旋转一下降的自动流水线可减轻人的繁重的重复动作，大大改善劳动强度，并且操作非常简便。 1 张建民．工业机器人．北京：北京理工大学出版社，l988 2 陆祥生，杨秀莲编．机械手一理论及应用．北京：中国铁道出版社，1985 3 煤炭工业部，煤炭科学研究院上海所编．液压传动设计手册．上海：上海科学技术出版社1983 4 李慕洁．液压传动与气压传动．北京：机械工业出版社，1989 5 孟繁华编著．机器人应用技术．哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1989 |
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发表于 2007-5-22 13:12:41
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