看過數(shù)控車床機(jī)械手視頻或者接觸過機(jī)械手是應(yīng)該都知道,車床機(jī)械手可替代人工進(jìn)行工作,機(jī)械的末端裝置就相當(dāng)于人手在工作,而且,時(shí)間周期都是固定,能很好的按要求指令完成生產(chǎn)任務(wù)。下面,就說說數(shù)控機(jī)械手廠家是如何設(shè)計(jì)機(jī)械手末端執(zhí)行器的。
一、首先,我們要明白,數(shù)控車床機(jī)械手機(jī)器人夾持器(手爪)的驅(qū)動(dòng)方式主要有三種
1.液壓驅(qū)動(dòng)方式
液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)剛度大,可實(shí)現(xiàn)連續(xù)位置控制。
2.電動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式
電動(dòng)驅(qū)動(dòng)手爪應(yīng)用也較為廣泛。這種手爪,一般采用直流伺服電機(jī)或步進(jìn)電機(jī),并需要減速器以獲得足夠大的驅(qū)動(dòng)力和力矩。電動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式可實(shí)現(xiàn)手爪的力與位置控制。但是,這種驅(qū)動(dòng)方式不能用于有防爆要求的條件下,因?yàn)殡姍C(jī)有可能產(chǎn)生火花和發(fā)熱。
3.氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式
這種驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是用電磁閥來控制手爪的運(yùn)動(dòng)方向,用氣流調(diào)節(jié)閥來調(diào)節(jié)其運(yùn)動(dòng)速度。由于氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)價(jià)格較低,所以氣動(dòng)夾持器在工業(yè)中應(yīng)用較為普遍。另外,由于氣體的可壓縮性,使氣動(dòng)手爪的抓取運(yùn)動(dòng)具有一定的柔順性,這一點(diǎn)是抓取動(dòng)作十分需要的。
二、數(shù)控車床機(jī)械手末端執(zhí)行器的設(shè)計(jì)要求
車床機(jī)械手末端執(zhí)行器是安裝在機(jī)器人手腕上用來進(jìn)行某種操作或作業(yè)的附加裝置。車床機(jī)械手末端執(zhí)行器的種類很多,以適應(yīng)機(jī)器人的不同作業(yè)及操作要求。末端執(zhí)行器可分為搬運(yùn)用、加工用和測(cè)量用等。
1.搬運(yùn)用末端執(zhí)行器是指各種夾持裝置,用來抓取或吸附被搬運(yùn)的物體。
2.加工用末端執(zhí)行器是帶有噴、焊、砂輪、銑刀等加工工具的機(jī)器人附加裝置,用來進(jìn)行相應(yīng)的加工作業(yè)。
3.測(cè)量用末端執(zhí)行器是裝有測(cè)量頭或傳感器的附加裝置,用來進(jìn)行測(cè)量及檢驗(yàn)作業(yè)。
在設(shè)計(jì)車床機(jī)械手末端執(zhí)行器時(shí),應(yīng)注意以下問題;
1.數(shù)控車床機(jī)械手末端執(zhí)行器是根據(jù)機(jī)器人作業(yè)要求來設(shè)計(jì)的。一個(gè)新的末端執(zhí)行器的出現(xiàn),就可以增加一種機(jī)器人新的應(yīng)用場所。因此,根據(jù)作業(yè)的需要和人們的想象力而創(chuàng)造的新的機(jī)器人末端執(zhí)行器,將不斷的擴(kuò)大機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域。
2.車床機(jī)械手末端執(zhí)行器的重量、被抓取物體的重量及操作力的總和機(jī)器人容許的負(fù)荷力。因此,要求機(jī)器人末端執(zhí)行器體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊。
3.數(shù)控車床機(jī)械手末端執(zhí)行器的性與專用性是矛盾的。末端執(zhí)行器在結(jié)構(gòu)上很復(fù)雜,甚至很難實(shí)現(xiàn),例如,仿人的機(jī)器人靈巧手,至今尚未實(shí)用化。目前,能用于生產(chǎn)的還是那些結(jié)構(gòu)簡單、性不強(qiáng)的機(jī)器人末端執(zhí)行器。從工業(yè)實(shí)際應(yīng)用出發(fā),應(yīng)著重開發(fā)各種專用的、高效率的機(jī)器人末端執(zhí)行器,加之以末端執(zhí)行器的快速更換裝置,以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人多種作業(yè)功能,而不主張用一個(gè)的末端執(zhí)行器去完成多種作業(yè)。因?yàn)檫@種的執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜且造價(jià)昂貴。
4.通用性和性是兩個(gè)概念,性是指一機(jī)多能,而通用性是指有限的末端執(zhí)行器,可適用于不同的機(jī)器人,這就要求末端執(zhí)行器要有標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)械接口(如法蘭),使末端執(zhí)行器實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化和積木化。
5.機(jī)器人末端執(zhí)行器要便于安裝和維修,易于實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制。用計(jì)算機(jī)控制方便的是電氣式執(zhí)行機(jī)構(gòu)。因此,工業(yè)機(jī)器人執(zhí)行機(jī)構(gòu)的主流是電氣式,其次是液壓式和氣壓式(在驅(qū)動(dòng)接口中需要增加電-液或電-氣變換環(huán)節(jié))。
三、數(shù)控車床機(jī)械手夾持器的典型結(jié)構(gòu)
1.楔塊杠桿式手爪
利用楔塊與杠桿來實(shí)現(xiàn)手爪的松、開,來實(shí)現(xiàn)抓取工件。
2.滑槽式手爪
當(dāng)活塞向前運(yùn)動(dòng)時(shí),滑槽通過銷子推動(dòng)手爪合并,產(chǎn)生夾緊動(dòng)作和夾緊力,當(dāng)活塞向后運(yùn)動(dòng)時(shí),手爪松開。這種手爪開合行程較大,適應(yīng)抓取大小不同的物體。
3.連桿杠桿式手爪
這種手爪在活塞的推力下,連桿和杠桿使手爪產(chǎn)生夾緊(放松)運(yùn)動(dòng),由于杠桿的力放大作用,這種手爪有可能產(chǎn)生較大的夾緊力。通常與彈簧聯(lián)合使用。
4.齒輪齒條式手爪
這種手爪通過活塞推動(dòng)齒條,齒條帶動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn),產(chǎn)生手爪的夾緊與松開動(dòng)作。
5.平行杠桿式手爪
采用平行四邊形機(jī)構(gòu),因此不需要導(dǎo)軌就可以保證手爪的兩手指保持平行運(yùn)動(dòng),比帶有導(dǎo)軌的平行移動(dòng)手爪的摩擦力要小很多。
博立斯數(shù)控車床機(jī)械手機(jī)器人夾持器(手爪)
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卡爪系統(tǒng)介紹:
數(shù)控車床機(jī)械手卡爪系統(tǒng)包括氣動(dòng)卡爪與液壓卡爪(重型工件),其中氣動(dòng)卡爪系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)動(dòng)氣缸、氣動(dòng)手指及夾具;液壓卡爪則采用液壓系統(tǒng)供應(yīng)動(dòng)力。我們根據(jù)不同加工件的形狀、重量及工藝要求,配置適合的卡爪系統(tǒng),可以滿足各種軸類工件、圓形工件、環(huán)形工件、異形工件及其它特殊工件的快速、精準(zhǔn)裝夾。
中型工件卡爪系統(tǒng):
四、設(shè)計(jì)具體采用方案
結(jié)合具體的工作情況,數(shù)控車床機(jī)械手采用連桿杠桿式的手爪。驅(qū)動(dòng)活塞往復(fù)移動(dòng),通過活塞桿端部齒條,中間齒條及扇形齒條使手指張開或閉合。手指的小開度由加工工件的直徑來調(diào)定。
五、數(shù)控車床機(jī)械手夾持器的運(yùn)動(dòng)和驅(qū)動(dòng)方式
車床機(jī)械手夾持器及機(jī)器人手爪。一般工業(yè)機(jī)器人手爪,多為雙指手爪。按手指的運(yùn)動(dòng)方式,可分為回轉(zhuǎn)型和移動(dòng)型,按夾持方式來分,有外夾式和內(nèi)撐式兩種。
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