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桁架機(jī)械手如何選擇、分析、設(shè)計(jì)？
閱讀：421 發(fā)布時(shí)間：2022-11-12
我們可以把桁架機(jī)械手分成桁架、機(jī)械手、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
桁架部分
可以把桁架簡(jiǎn)單的看成梁，因?yàn)樗慕Y(jié)構(gòu)類(lèi)似于力學(xué)當(dāng)中的結(jié)構(gòu)梁，從力學(xué)的角度分析，可以將機(jī)床桁架與簡(jiǎn)支梁做橫向?qū)Ρ龋梢酝ㄟ^(guò)簡(jiǎn)支梁的彎矩圖分析桁架，增加機(jī)械手對(duì)桁架的作用力。在機(jī)床上桁架機(jī)械手有著很高的要求，要求機(jī)械手有著效率高、可靠性強(qiáng)的要求，對(duì)于桁架的立柱選擇，它要使桁架支撐穩(wěn)定，同時(shí)也要節(jié)省機(jī)床的整體空間，而對(duì)于大多數(shù)立柱的結(jié)構(gòu)，都選取鋼結(jié)構(gòu)。
機(jī)械手部分
機(jī)械手爪
桁架機(jī)械手的作用就是起到運(yùn)輸?shù)淖饔?，它是使工件在上下料的軌道與機(jī)床內(nèi)之間移動(dòng)，將加工后的零件從機(jī)床上拿出，再將要加工的零件從軌道上拿起，放到機(jī)床上。主要的動(dòng)作就是：爪張開(kāi)，抓取，升降，左右移動(dòng)。對(duì)于機(jī)械手的手爪設(shè)計(jì)有很多種方案和形式，可以根據(jù)不同的需求，選擇不同的設(shè)計(jì)方法。下圖就是雷杰科技為客戶(hù)設(shè)計(jì)的其中一種。
機(jī)械自鎖手爪：這種結(jié)構(gòu)很受客戶(hù)的喜歡，機(jī)械自鎖手爪的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，但是在對(duì)抓取上也做了復(fù)雜的設(shè)計(jì)，為了防止在夾持零件時(shí)候脫落，增加了自鎖裝置。
連桿杠桿式手爪：從名稱(chēng)我們就可以聯(lián)想到它的結(jié)構(gòu)，連桿杠桿式手爪是利用機(jī)械連桿機(jī)構(gòu)，通過(guò)連桿和杠桿的傳遞，使手爪夾持和松開(kāi)，但這種機(jī)構(gòu)有一個(gè)缺點(diǎn)，就是夾持力比較大。
齒輪齒條式手爪：這種機(jī)構(gòu)的傳遞性，動(dòng)作反應(yīng)速度，它是通過(guò)齒輪之間的傳動(dòng)來(lái)控制手爪，可以實(shí)現(xiàn)速度上的突破。
機(jī)械手臂
對(duì)于桁架上機(jī)械手的手臂設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮機(jī)械手臂的載荷，在運(yùn)動(dòng)上要實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)動(dòng)，但在機(jī)構(gòu)上也要能承受力。在機(jī)床桁架上的機(jī)械手一般做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，所以在考慮手臂設(shè)計(jì)時(shí)候，一般選擇液壓直接驅(qū)動(dòng)機(jī)械臂，在機(jī)械手臂的液壓缸選用上，要使液壓缸的直徑大一些，這樣手臂的整體強(qiáng)度比較高。
桁架機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)為機(jī)械手在桁架上做水平運(yùn)動(dòng)，到達(dá)位置后，機(jī)械手下降運(yùn)動(dòng)，手爪夾緊工件，帶動(dòng)工件上升，逆向運(yùn)動(dòng)，將零件放置到軌道上，手爪松開(kāi)，在這個(gè)期間內(nèi)，有幾個(gè)位置PLC控制限位器，分別在機(jī)械手的下降和上升停止的時(shí)候。在機(jī)械手將零件從機(jī)床夾持時(shí)候，下一個(gè)工件到待定區(qū)域，機(jī)械手結(jié)束這個(gè)動(dòng)作后，回到待加工零件位置處，機(jī)械手下降，夾持零件，將零件放置到機(jī)床內(nèi)，機(jī)械手回到初始位置，PLC停止脈沖輸出，機(jī)床進(jìn)行加工，機(jī)械手完成運(yùn)動(dòng)，桁架機(jī)械手往返做以上運(yùn)動(dòng)。
驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
對(duì)于機(jī)床桁架機(jī)械手驅(qū)動(dòng)方式的選擇可分為回轉(zhuǎn)型和移動(dòng)型，是通過(guò)手指的方法區(qū)分，要是通過(guò)機(jī)械手夾持的不同可以分為內(nèi)外兩種。
（1）氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式：這種控制方式是通過(guò)電磁閥來(lái)控制機(jī)械手，在通過(guò)利用氣流調(diào)節(jié)閥來(lái)控制機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)速度，這種驅(qū)動(dòng)的成本比較低，因?yàn)榈玫綒怏w成本低。
（2）電動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式：在機(jī)床桁架機(jī)械手設(shè)計(jì)上，這種驅(qū)動(dòng)方式使用最頻繁，因?yàn)闄C(jī)床也需要用電，而這驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)只是需要利用電機(jī)，就可以達(dá)到速度上的控制。
（3）液壓驅(qū)動(dòng)方式：液壓驅(qū)動(dòng)方式是通過(guò)液壓系統(tǒng)進(jìn)行控制，它的好處就是可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)位置控制，同時(shí)傳動(dòng)剛度也大，液壓驅(qū)動(dòng)一般選擇液壓馬達(dá)作為動(dòng)力源。
桁架部分
可以把桁架簡(jiǎn)單的看成梁，因?yàn)樗慕Y(jié)構(gòu)類(lèi)似于力學(xué)當(dāng)中的結(jié)構(gòu)梁，從力學(xué)的角度分析，可以將機(jī)床桁架與簡(jiǎn)支梁做橫向?qū)Ρ龋梢酝ㄟ^(guò)簡(jiǎn)支梁的彎矩圖分析桁架，增加機(jī)械手對(duì)桁架的作用力。在機(jī)床上桁架機(jī)械手有著很高的要求，要求機(jī)械手有著效率高、可靠性強(qiáng)的要求，對(duì)于桁架的立柱選擇，它要使桁架支撐穩(wěn)定，同時(shí)也要節(jié)省機(jī)床的整體空間，而對(duì)于大多數(shù)立柱的結(jié)構(gòu)，都選取鋼結(jié)構(gòu)。
機(jī)械手部分
機(jī)械手爪
桁架機(jī)械手的作用就是起到運(yùn)輸?shù)淖饔?，它是使工件在上下料的軌道與機(jī)床內(nèi)之間移動(dòng)，將加工后的零件從機(jī)床上拿出，再將要加工的零件從軌道上拿起，放到機(jī)床上。主要的動(dòng)作就是：爪張開(kāi)，抓取，升降，左右移動(dòng)。對(duì)于機(jī)械手的手爪設(shè)計(jì)有很多種方案和形式，可以根據(jù)不同的需求，選擇不同的設(shè)計(jì)方法。下圖就是雷杰科技為客戶(hù)設(shè)計(jì)的其中一種。
機(jī)械自鎖手爪：這種結(jié)構(gòu)很受客戶(hù)的喜歡，機(jī)械自鎖手爪的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，但是在對(duì)抓取上也做了復(fù)雜的設(shè)計(jì)，為了防止在夾持零件時(shí)候脫落，增加了自鎖裝置。
連桿杠桿式手爪：從名稱(chēng)我們就可以聯(lián)想到它的結(jié)構(gòu)，連桿杠桿式手爪是利用機(jī)械連桿機(jī)構(gòu)，通過(guò)連桿和杠桿的傳遞，使手爪夾持和松開(kāi)，但這種機(jī)構(gòu)有一個(gè)缺點(diǎn)，就是夾持力比較大。
齒輪齒條式手爪：這種機(jī)構(gòu)的傳遞性，動(dòng)作反應(yīng)速度，它是通過(guò)齒輪之間的傳動(dòng)來(lái)控制手爪，可以實(shí)現(xiàn)速度上的突破。
機(jī)械手臂
對(duì)于桁架上機(jī)械手的手臂設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮機(jī)械手臂的載荷，在運(yùn)動(dòng)上要實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)動(dòng)，但在機(jī)構(gòu)上也要能承受力。在機(jī)床桁架上的機(jī)械手一般做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，所以在考慮手臂設(shè)計(jì)時(shí)候，一般選擇液壓直接驅(qū)動(dòng)機(jī)械臂，在機(jī)械手臂的液壓缸選用上，要使液壓缸的直徑大一些，這樣手臂的整體強(qiáng)度比較高。
桁架機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)為機(jī)械手在桁架上做水平運(yùn)動(dòng)，到達(dá)位置后，機(jī)械手下降運(yùn)動(dòng)，手爪夾緊工件，帶動(dòng)工件上升，逆向運(yùn)動(dòng)，將零件放置到軌道上，手爪松開(kāi)，在這個(gè)期間內(nèi)，有幾個(gè)位置PLC控制限位器，分別在機(jī)械手的下降和上升停止的時(shí)候。在機(jī)械手將零件從機(jī)床夾持時(shí)候，下一個(gè)工件到待定區(qū)域，機(jī)械手結(jié)束這個(gè)動(dòng)作后，回到待加工零件位置處，機(jī)械手下降，夾持零件，將零件放置到機(jī)床內(nèi)，機(jī)械手回到初始位置，PLC停止脈沖輸出，機(jī)床進(jìn)行加工，機(jī)械手完成運(yùn)動(dòng)，桁架機(jī)械手往返做以上運(yùn)動(dòng)。
驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
對(duì)于機(jī)床桁架機(jī)械手驅(qū)動(dòng)方式的選擇可分為回轉(zhuǎn)型和移動(dòng)型，是通過(guò)手指的方法區(qū)分，要是通過(guò)機(jī)械手夾持的不同可以分為內(nèi)外兩種。
（1）氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式：這種控制方式是通過(guò)電磁閥來(lái)控制機(jī)械手，在通過(guò)利用氣流調(diào)節(jié)閥來(lái)控制機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)速度，這種驅(qū)動(dòng)的成本比較低，因?yàn)榈玫綒怏w成本低。
（2）電動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式：在機(jī)床桁架機(jī)械手設(shè)計(jì)上，這種驅(qū)動(dòng)方式使用最頻繁，因?yàn)闄C(jī)床也需要用電，而這驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)只是需要利用電機(jī)，就可以達(dá)到速度上的控制。
（3）液壓驅(qū)動(dòng)方式：液壓驅(qū)動(dòng)方式是通過(guò)液壓系統(tǒng)進(jìn)行控制，它的好處就是可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)位置控制，同時(shí)傳動(dòng)剛度也大，液壓驅(qū)動(dòng)一般選擇液壓馬達(dá)作為動(dòng)力源。