【地板生产线搬运机械手设计案例2100字】

地板生产线搬运机械手设计案例目录TOC\o"1-3"\h\u14896地板生产线搬运机械手设计案例 1166371.1地板生产线分析 175971.2末端执行机械手形式方案确定 2239391.3真空吸盘 3247661.3.1吸盘材质 43891.3.2吸吊部分计算： 419731.4气缸 6192201.5真空发生器 61.1地板生产线分析下图是传统木地板生产线的布局图。在一般生产过程中，大型板材主要由真空吸盘机械手进行输送。较小的地板板由于其数量多于整板，一般采用夹紧式端部执行器处理。机械手根据设定的程序上下搬运地板。为了提高生产效率，在整块板材送入切割的过程中，前端的真空吸入式机械手处于等待状态。等到地板进入锯口时，真空吸盘机械手将第二块板放在辊式输送机构上。在地板板材及板坯送出的这段过程中，剖分锯末端的夹持式机械手处于闲置状态，待板坯被运送至指定位置并成摞摆放后，夹持式机械手才将其夹起并放置在指定的码垛位置。如果能利用这个时间，机械手的工作效率可以在一定程度上得到提高。图4-1地板生产线布局图1.2末端执行机械手形式方案确定在本设计中，将夹持式机械手和真空吸盘式机械手集成在一个末端机械手上。当地板原木未切割前，夹持机械手开始工作。当机械手搬运大幅面整板时，控制真空吸盘式机械手将地板板材放在辊筒传送装置上。在地板材料运送这段时间里，机械手通过导轨移动到锯末端，运用夹持式机械手将切割后的地板板坯进行搬运和码垛。完成搬运后，机械手移动到前面王城上料工作，依次循环工作。这样利用了原有的等待时间，由一个机械夹紧臂来完成原有两个机械夹紧臂的工作，从而提高了机械手的工作效率。末端机械手执行顺序如下图(1)在整块地板切割前，夹爪升降机构的气缸开始工作。使夹爪部分升起，留吸盘工作。(2)机械手的真空吸盘底面贴在整个地板表面。此时，真空发生器在真空吸盘中形成负压，地板牢固地附着在吸盘上。然后，将地板提起放置在输送机构上，真空吸盘充气释放板，由输送机构送至下一道工序。(3)当整块地板切割后经过传送机构运送，地板条堆积一定数量，气缸推动夹持器将夹爪放下，夹板张开，机械手臂开始运动。搬运地板板坯到规定码垛位置并放开，随即夹持部分立刻升起。进入下一轮板材搬运工作。末端执行机械手机械结构简图如下图所示：图4-2末端机械手结构图本设计的末端执行机械手主要由夹持部分，真空吸吊部分和夹持器升降部分三个大模块组成:(1)夹持部分:主要由机械夹臂，气缸、传动机构和滑轨构成。(2)真空吸附部分:主要由真空发生器、真空吸盘和吸盘架构成。(3)升降部分:由气缸及支撑架构成。1.3真空吸盘真空吸盘又被称作真空吊具，种类多样。橡胶制成的吸盘可以在高温下操作。吸盘由硅橡胶制成，非常适合抓取表面粗糙的产品，聚氨酯制成的吸盘经久耐用。在实际生产中，如果要求吸盘具有耐油性，可以考虑用聚氨酯、丁腈橡胶或含乙烯基的聚合物来制造吸盘。一般情况下，为了避免划伤产品表面，最好选择丁腈橡胶或硅橡胶制成的带波纹管的吸盘。吸盘由丁腈橡胶制成，破断力大，因此广泛应用于各种真空抽吸设备中。1.3.1吸盘材质根据使用条件、对象和环境条件选择合适的材料。主要特性参照下表。表4-2吸盘类型表◎：优○：良△：可×：不可在实际使用真空吸盘后，对真空吸盘的使用提出以下注意事项①使用真空吸盘搬运重物时，严禁超过理论吸力的40%，以免超载导致重物脱落。②如吸盘因老化等原因失效，应及时更换新的吸盘。③在使用过程中，真空压力必须保持稳定。本设计采用直径75mm的丁腈橡胶吸盘。1.3.2吸吊部分计算：当末端机械手正常工作时，以地板为研究对象对吸盘进行参数计算。地板参数见前面地板参数表进行取值。1.水平起吊时F=0.1Ap(P取0.8Mpa)代入数值计算有：F=mg=735NA=F/0.1P=90.5cm2此时：吸盘直径取70mm2.垂直起吊时F=0.1υAP(υ取1.59P取0.8Mpa)F=735NA=F/0.1υP=90.7cm2此时：吸盘直径取75mm.综合水平起吊和垂直起吊数值，为保证机械手能够正常工作，故最后确定吸盘直径为75mm.吸盘工作状态时受力分析：要满足吸盘正常的吸取物体要求，也就是能让吸盘正常工作的条件如下式：Fd=Pd•Ad>0且Fr=Fd•υ>Fh重力加速度g取9.8cm2/s动态负载计算：旋转角度φ=900旋转半径R=100cm.工作时间T=30s角加速度：a=3.5x10-3m/s2角速度：ꙍ=at=3.5x10-3x30=0.105rad离心力：Fz=mꙍ2r=9.4x0.1052=10.4x10-2N切向力：Ft=mar=9.4x3.5x10-3=3.29x10-2n合力：Fh=10.9x10-2N垂直负载:Fv=ma=9.4x3.5x10-3=3.29x10-2N图4-3吸盘建模图1.4气缸引导活塞在气缸内直线往复运动的圆柱形金属部件。空气在发动机气缸中膨胀，将热能转化为机械能，气体被压缩机气缸中的活塞压缩，增加压力。气缸一般由缸筒、端盖、活塞、活塞杆和密封件组成。该设计采用单作用气缸，即只有一端设有活塞杆，通过从活塞一侧供气产生气压，气压推动活塞产生推力，通过弹簧或自重伸缩，控制抓具的升降。1.1.1气缸计算内径D=150mm,缸内气压P=0.6Mpa,活塞杆材料20刚，[σ]=80Mpa。现要确定活塞杆直径d.活塞杆右端受工件的反作用力，左端受气体压力，为轴向拉伸。F=P•π/4D2=(0.8x106)xπ/4x(150x10-3)=9.42KN活塞杆轴力为：F轴=F=9.42KN由强度条件有：σ=FN/A≤[σ]活塞杆直径面面积满足以下要求：A=πd2/4≥FN/[σ]=9.42x103N/80X106pa=1.17x10-4m2由上式可得：d≥√(4A/π)≥0.0122m故确定活塞杆直径d=12mm图4-4气缸建模图1.5真空发生器真空发生器是一种新型、高效、清洁、经济的小型真空部件，它利用正压空气源产生负压，这使得在气动系统中有压缩空气或需要正压和负压的地方获得负压变得非常容易和方便。真空发生器广泛应用于机械、电子、包装、印刷、塑料和工业自动化中的机器人等领域。真空发生器的作用是配合吸盘吸附和运输实木地板。更适合吸附易碎、光滑的板材。其特点是抽气量小，真空要求低，间歇运行。1.5.1真空发生器计算真空吸盘直径75mm处于工作状态时，校核其是否能满足板材的搬运，对其真空发生器进行计算。已知条件如下：真空吸盘面积S=