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一绪论
(一)气压传动技术研究发展动向
伴随科学技术不停进步,现在气压技术正向着高压、高速、大功率、高效、高度集成化方向发展。即使气压传动技术方便简练,不过气压传动中存在着部分亟待处理问题,如:气压系统工作时稳定性、工作介质泄漏、气压冲击对设备可靠性影响等等,这些问题全部是气压传动技术需要研究和处理。任何技术改革和创新,全部必需以稳定、可靠工作为前提,这么才含有它实际意义。
(二)气压传动技术应用
机械制造业,其中包含机械加工生产线上工件装夹及搬送,铸造生产线上造型、捣固、合箱等。在汽车制造中,汽车自动化生产线、车体部件自动搬运和固定、自动焊接等。
电子IC及电器行业,如用于硅片搬运,元器件插装和锡焊,家用电器组装等。
石油、化工业用管道输送介质自动化步骤绝大多数采取气动控制,如石油提炼加工、气体加工、化肥生产等。
轻工食品包装业,其中包含多种半自动或全自动包装生产线,比如:酒类、油类、煤气罐装,多种食品包装等。
机器人,比如装配机器人,喷漆机器人,搬运机器人和爬墙、焊接机器人等。
其它,如车辆刹车装置,车门开闭装置,颗粒物质筛选,鱼雷导弹自动控制装置等。现在多种气动工具广泛使用,也是气动技术应用一个组成部分。
(三)气压传动特点
气压传动优点:以空气为工作介质,工作介质取得比较轻易,用后空气排到大气中,处理方便,和液压传动相比无须设置回收油箱和管道;因空气粘度很小(约为液压油动力粘度万分之一),其损失也很小,所方便于集中供气、远距离输送。外泄漏不会像液压传动那样严重污染环境;和液压传动相比,气压传动动作快速、反应快、维护简单、工作介质清洁,不存在介质变质等问题;工作环境适应性好,尤其在易燃、易爆、多尘埃、强磁、辐射、振动等恶劣工作环境中,比液压、电子、电气控制优越;成本低,过载能自动保护。
气压传动缺点:因为空气含有可压缩性,所以工作速度稳定性稍差,但采取气液联动装置会得到较满意效果;因工作压力低(通常为0.31.0MPa),又因结构尺寸不宜过大,总输出力不宜大于10~40kN;噪声较大,在高速排气时要加消声器;气动装置中气信号传输速度在声速以内比电子及光速慢,所以,气动控制系统不宜用于元件级数过多复杂回路。
(四)机械手组成
工业机械手由实施机构、驱动机构和控制机构三部分组成。
1实施机构
手部
即直接和工件接触部分,通常是回转型或平动型(多为回转型,因其结构简单)。手部多为两指(也有多指);依据需要分为外抓式和内抓式两种;也能够用负压式或真空式空气吸盘(关键用于吸冷,光滑表面零件或薄板零件)和电磁吸盘。传力机构形式教多,常见有:滑槽杠杆式、连杆杠杆式、楔块杠杆式、齿轮齿条平行连杆式、内撑连杆式、右丝杠螺母式、弹簧式和重力式。
(2)腕部
是连接手部和臂部部件,并可用来调整被抓物体方位,以扩大机械手动作范围,并使机械手变更灵巧,适应性更强。手腕有独立自由度。有回转运动、上下摆动、左右摆动。通常腕部设有回转运动再增加一个上下摆动即可满足工作要求,有些动作较为简单专用机械手,为了简化结构,能够不设腕部,而直接用臂部运动驱动手部搬运工件。
现在,应用最为广泛手腕回转运动机构为回转液压(气)缸,它结构紧凑,灵巧但回转角度小(通常小于2700),而且要求严格密封,不然就难确保稳定输出扭距。所以在要求较大回转角情况下,采取齿条传动或链轮和轮系结构。
(3)臂部
手臂部件是机械手关键握持部件。它作用是支撑腕部和手部(包含工作或夹具),并带动她们做空间运动。
臂部运动目标:把手部送到空间运动范围内任意一点。假如改变手部姿态(方位),则用腕部自由度加以实现。所以,通常来说臂部含有三个自由度才能满足基础要求,即手臂伸缩、左右旋转、升降(或俯仰)运动。
手臂多种运动通常见驱动机构(如液压缸或气缸)和多种传动机构来实现,从臂部受力情况分析,它在工作中既受腕部、手部和工件静、动载荷,而且本身运动较为多,受力复杂。所以,它结构、工作范围、灵活性和抓重大小和定位精度直接影响机械手工作性能。
(4)行走机构
有工业机械手带有行走机构,中国正处于仿真阶段。
驱动机构是工业机械手关键组成部分。依据动力源不一样,工业机械手驱动机构大致可分为液压、气动、电动和机械驱动等四类。采取气压机构驱动机械手,结构简单、尺寸紧凑、重量轻、控制方便、可取得较大输出功率、气体不可压缩,压力、流量易于控制,反应灵敏、控位正确等优异特点。
3控制系统分类
在机械手控制上,有点动控制和连续控制两种方法。大多数用插销板进行点位控制,也有采取可编程序控制器控制、微型计算机控制,采取凸轮、磁盘磁带、穿孔卡等统计程序。关键控制是坐标位置,并注意其加速度特征。
(五)本课题设计关键内容
本设计课题名称为真空吸盘式气动机械手设计,设
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