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机械手数控车床夹持器的运动和驱动方式

发布日期:2016-07-04
 机械手数控车床车床上下料机械手与数控车床相结合,数控机床机械手可以实现所有工艺过程的工件自动抓取、上料、下料、装卡、工件移位翻转、工件转序加工等,能够极大的节省人工成本,提高生产效率。特别适用于大批量、小型零部件的加工,如汽车变速箱齿轮、轴承套、刹车盘、金属冲压结构件等。
机械手数控车床高效替代人工,能按要求保质保量的完成生产要求,同时,一台机械手数控车床使用寿命长达8-10年,基本上1年的样子就可以快速回收资本
 
机械手数控车床主要是由工业机械手、工件自动识别系统、自动启动装置、自动搬运系统等周边设备组成,通过系统集成,可以实现单台车床、加工单元、流水线和柔性加工单元的机加工自动化。具有定位准确、工作节拍可调、工作空间大、性能优良、运行平稳可靠、维修方便等特点。
机械手数控车床卡爪系统包括气动卡爪与液压卡爪(重型工件),其中气动卡爪系统包括转动气缸、气动手指及夹具;液压卡爪则采用液压系统供应动力。我们根据不同加工件的形状、重量及工艺要求,配置适合的卡爪系统,可以满足各种轴类工件、圆形工件、环形工件、异形工件及其它特殊工件的快速、准确装夹。   简单点来说,车床机械手卡爪在机械制造过程中用来固定加工对象,使之占有正确的位置,车床机械手夹具以接受施工或检测的装置,又称卡具。例如焊接夹具、检验夹具、装配夹具、机床夹具等。
 
1.根据各种加工件的形状、重量、工艺要求量身定制;
2.全面满足圆形、轴类、环型及各种异形工件的夹取要求; 
3.采用进口气缸及气动系统,品质稳定,使用寿命长。
 
机械手数控车床是如何设计的数控车床机械手(数控铣床,加工中心等)组合zui终形成生产线,实现加工过程(上料、加工、下料)的自动化、无人化。目前,我国的制造业正在迅速发展,越来越多的资金流向制造业,越来越多的厂商加入到制造业。数控车床机械手的出现能够应用到加工工厂车间,满足数控机床以及加工中心的加工过程安装、卸载加工工件的要求,从而减轻工人劳动强度,节约加工辅助时间,提高生产效率和生产力。
 
  机械手数控车床夹持器的运动和驱动方式
  机器人夹持器及机器人手爪。一般工业机器人手爪,多为双指手爪。按手指的运动方式,可分为回转型和移动型,按夹持方式来分,有外夹式和内撑式两种。
  机器人夹持器(手爪)的驱动方式主要有三种
  1.气动驱动方式 这种驱动系统是用电磁阀来控制手爪的运动方向,用气流调节阀来调节其运动速度。由于气动驱动系统价格较低,所以气动夹持器在工业中应用较为普遍。另外,由于气体的可压缩性,使气动手爪的抓取运动具有一定的柔顺性,这一点是抓取动作十分需要的。
  2.电动驱动方式 电动驱动手爪应用也较为广泛。这种手爪,一般采用直流伺服电机或步进电机,并需要减速器以获得足够大的驱动力和力矩。电动驱动方式可实现手爪的力与位置控制。但是,这种驱动方式不能用于有防爆要求的条件下,因为电机有可能产生火花和发热。
  3.液压驱动方式 液压驱动系统传动刚度大,可实现连续位置控制。
  机械手数控车床的垂直手臂(大臂)升降和水平手臂(小臂)的伸缩运动都为直线运动。直线运动的实现一般是气动传动,液压传动以及电动机驱动滚珠丝杠来实现。考虑到搬运工件的重量较大,考虑加工工件的质量达30KG,属中型重量,同时考虑到车床机械手的动态性能及运动的稳定性,安全性,对手臂的刚度有较高的要求。综合考虑,两手臂的驱动均选择液压驱动方式,通过液压缸的直接驱动,液压缸既是驱动元件,又是执行运动件,不用再设计另外的执行件了;而且液压缸实现直线运动,控制简单,易于实现计算机的控制。
  因为液压系统能提供很大的驱动力,因此在驱动力和结构的强度都是比较容易实现的,关键是机械手运动的稳定性和刚度的满足。因此手臂液压缸的设计原则是缸的直径取得大一点(在整体结构允许的情况下),再进行强度的较核。
 
  同时,因为控制和具体工作的要求,数控车床机械手的手臂的结构不能太大,若仅仅通过增大液压缸的缸径来增大刚度,是不能满足系统刚度要求的。因此,在设计时另外增设了导杆机构,小臂增设了两个导杆,与活塞杆一起构成等边三角形的截面形式,尽量增加其刚度;大臂增设了四个导杆,成正四边形布置,为减小质量,各个导杆均采用空心结构。通过增设导杆,能显著提高车床机械手的运动刚度和稳定性,比较好的解决了结构、稳定性的问题。
 
  机械手数控车床腕部的结构设计
  机械手数控车床的手臂运动(包括腰座的回转运动),给出了机器人末端执行器在其工作空间中的运动位置,而安装在CNC机械手手臂末端的手腕,则给出了机器人末端执行器在其工作空间中的运动姿态。CNC机械手手腕是机器人操作机的zui末端,它与机器人手臂配合运动,实现安装在手腕上的末端执行器的空间运动轨迹与运动姿态,完成所需要的作业动作。
 

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