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桁架機(jī)械手設(shè)計(jì)原理解析

來源： 車床機(jī)械手發(fā)表時(shí)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(dòng)化、智能化生產(chǎn)。工業(yè)機(jī)器人大規(guī)模代替?zhèn)鹘y(tǒng)人力進(jìn)行生產(chǎn)活動(dòng)是大勢(shì)所趨?！¤旒軝C(jī)械手主要適用于自動(dòng)給數(shù)控機(jī)床的工件上下料，輔助其進(jìn)行細(xì)密加工及工件運(yùn)送等動(dòng)作。因此桁架機(jī)械手的設(shè)計(jì)非常重要，需要綜合考慮各種因素以達(dá)到數(shù)控機(jī)床加工的需求。

　　機(jī)床上下料機(jī)器人主要由工業(yè)機(jī)器人、工件自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)、自動(dòng)啟動(dòng)裝置、自動(dòng)傳輸裝置、自動(dòng)搬運(yùn)系統(tǒng)等周邊設(shè)備組成，通過系統(tǒng)集成，可以實(shí)現(xiàn)單臺(tái)機(jī)床、加工單元、流水線和柔性加工單元的機(jī)加工自動(dòng)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(yùn)行平穩(wěn)可靠、維修方便等特點(diǎn)。上下料機(jī)器人分為關(guān)節(jié)式機(jī)器人和直角坐標(biāo)式機(jī)器人(桁架機(jī)械手)。


桁架機(jī)械手


　　其中，桁架機(jī)器人機(jī)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(shí)現(xiàn)在機(jī)械手所要求的工作空間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)。在進(jìn)行桁架式機(jī)械手手臂設(shè)計(jì)時(shí)，要遵循下述原則：

　　1.應(yīng)盡可能使全自動(dòng)桁架機(jī)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(diǎn)，這樣可以使機(jī)械手運(yùn)動(dòng)學(xué)正逆運(yùn)算簡(jiǎn)化，有利于機(jī)械手的控制。

　　2.減少摩擦作為機(jī)器人機(jī)械手工作的條件之一，桁架式機(jī)械手也要盡可能地減少機(jī)械間隙所造成的運(yùn)動(dòng)誤差，因此在設(shè)計(jì)桁架式機(jī)械手的時(shí)候，機(jī)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(jī)構(gòu)。

　　3.應(yīng)在保證機(jī)械手手臂有足夠強(qiáng)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(qiáng)度的輕質(zhì)材料，通常選用高強(qiáng)度鋁合金制造機(jī)械手的手臂。以此來提高桁架式機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)速度與控制精度。

　　4.桁架式機(jī)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(jī)限位塊，以及驅(qū)動(dòng)裝置，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及其它元件的安裝。

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

　　6.龍門桁架式機(jī)械手手臂的結(jié)構(gòu)尺寸應(yīng)滿足機(jī)械手工作空間的要求。工作空間的形狀和大小與機(jī)械手手臂的長(zhǎng)度，手臂關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)范圍有密切的關(guān)系。但桁架機(jī)械手手臂末端工作空間并沒有考慮機(jī)械手手腕的空間姿態(tài)要求，如果對(duì)機(jī)械手手腕的姿態(tài)提出具體的要求，則其手臂末端可實(shí)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(jī)械加工業(yè)大量采用數(shù)控機(jī)床機(jī)械手代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工或半自動(dòng)生產(chǎn)線，具有高精度，高服從，柔性自動(dòng)化等特點(diǎn)，是決定了往后數(shù)控機(jī)床在世界機(jī)械制造業(yè)技術(shù)市場(chǎng)中占有有利地位的必由之路，是工廠自動(dòng)化的基礎(chǔ)。