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双作用式气缸的缸体固定,当压缩空气分别从进出气孔进入双作用式气缸的两腔时,空心活塞套杆带动手腕回转缸和手部同往复移动。
在空心活塞套杆中通有三根伸缩气管,其中两根把压缩空气通往手腕回转气缸,根把压缩空气通往手部的夹紧气缸。
在双作用式气缸缸体上方装置着导向杆,用它防止活塞套杆在做伸缩运动时的转动,以保证手部的手指按正确的方向运动。
为了保证手嘴伸缩的快速运动。
在双作用式气缸的两个接气管口出分别串联了快速排气阀.手臂伸缩运动的行程大小,通过调整两块可调定位块的位置而达到。
手臂伸缩运动的缓冲采用液压缓冲器实现。
手腕回转是由回转气缸实现,并采用气缸端部节流缓冲,其结构见剖面图在附图中所示的接气管口是接到手腕回转气缸的是接到手部夹紧气缸的。
直线气缸内的三根气管采用了伸缩气管结构,其特点是机械手外观清晰整齐,并可避免气管的损伤,但加工工艺性较差。
另外活塞套杆做成筒状零件可增大活塞套杆的刚性,并能减少充气容积,提高气缸活塞套杆的运动速度。
导向装置气压驱动的机械手手臂在进行伸缩或升降运动时,为了防止手臂绕轴线发生转动,以保证手指的正确方向,并使活塞杆不受较大的弯曲力矩作用,以增加手臂的刚性,在设计手臂结构时,必须采用适当的导向装置。
它应根据手臂的安装形式,具体的结构和抓取重量等因素加以确定,同时在结构设计和布局上应尽量减少运动部件的重量和减少手臂对回转中心的转动惯量。
目前常采用的导向装置有单导向杆双导向杆四导向杆等,在本机械手中采用单导向杆来增加手臂的刚性和导向性。
手臂伸缩驱动力的计算在单杆活塞气缸中,由于气缸的两腔有效工作面积不相等,所以左右两边的驱动力和压力之间的关系式不样。
当压力油或压缩空气输入工作腔时,驱使手臂前伸或缩回,其驱动力应克服手臂在前伸或缩回起动时所产生的惯性力,手臂运动件表面之间的密封装置处的摩擦阻力,以及回油腔压力即背压所造成的阻力,因此,驱动力计算公式为.式中手臂在起动过程中的惯性力摩擦阻力包括导向装置和活塞与缸壁之间的摩擦阻力密封装置处的摩擦阻力,用不同形状的密封圈密封,其摩擦阻力不同气缸非工作腔压力即背压所造成的阻力.手臂升降和回转部分结构设计手臂升降装置由转柱升降缸活塞轴升降缸体碰铁可调定位块定位拉杆缓冲撞铁定位块联接盘和导向杆等组成。
转柱上钻有六条气路,在转柱上端用管接头和气管分别将压缩空气引到手腕回转气缸,手部夹紧气缸和手臂伸缩气缸,转柱下端的气路,将压缩空气引到升降缸上腔,当压缩空气进入上腔后,推动升降缸体上升,并由两个导向杆进行导向,同时碰铁随升降缸体同上移,当碰触上边的可调定位块后,即带动定位拉杆缓冲撞铁向上移动碰触升降用液压缓冲器进行缓冲。
上升行程大小通过调整可调定位块来实现。
手臂下降靠自重实现。
手臂回转装置由回转缸体转轴定片回转定位块回转中间定位块和回转用液压缓冲器等组成。
当压缩空气通过管路分别进入手臂回转气缸的两腔时,推动动片连同转轴同回转,转轴通过平键而带动升降气缸活塞轴定位块联接盘导向杆定位拉杆升降缸体和转柱等同步回转。
因转柱和手臂用螺栓连接,故手臂亦作回转运动。
手臂回转气缸采用矩形密封圈来密封,密封性能较好,对气缸孔的机械加工精度也易于保证。
手臂回转运动采用多点定位缓冲装置。
手臂回转角度的大小,通过调整两块回转定位块和回转中间定位块的位置而定。
.手臂伸缩升降用液压缓冲器手臂伸缩升降用的是两级节流阻尼的液压缓冲器,其工作原理相同,结构略有差异,手臂伸缩用液压缓冲器结构和工作原理如下所示。
在缓冲器缸体上,装置了可调节流阀和,每个节流阀各自并联两只单向阀组成第级缓冲油路,由可调节流阀单独组成第二级缓冲油路。
当手臂运动到定位前的减速位置时对于伸缩运动定位前的对于升降运动定位前的,运动部件接触缓冲器油缸的活塞杆,使油缸左腔里的油液通过节流阀单向阀见原理图流到油缸的右腔,油液受阻产生阻力抵消运动件手臂的部分驱动力和惯性力,使手臂减速运动。
当活塞杆的活塞堵住油口时,左腔的油液经油口和节流阀流到右腔,油液继续受阻,手臂继续减速并最后定位。
缓冲器的级冲行程范围为第级缓冲行程范围为第二级缓冲行程范围为。
第级缓冲的阻尼力可分别调节节流阀来实现,第二级缓冲的阻尼力可以调节节流阀来实现。
当缓冲行程为时,该缓冲器可以达到平均减速度约为,阻尼时间约为.。
.手臂回转用液压缓冲器工作原理如下所示,手臂回转运动的液压缓冲器是双缸两级节流阻尼管路连接式的液压缓冲器,缓冲器第级节流阻尼由单向节流阀完成,第二级节流阻尼由装在缓冲油缸端盖上的可调缓冲阀完成。
挡块气缸的活塞杆作为中间位置定位用,其动作由双电磁铁滑阀控制。
每当手臂旋转要求有中间定位点时,挡块气缸活塞杆作次伸缩运动,其动作时间与手臂回转动作的指令时间无关。
图示为手臂回转中间定位块在工位即将碰到挡块气缸活塞杆时的位置。
当手臂转动到该工位即将停止时,回转中间定位块碰挡块气缸,使挡块气缸向左移动,左边缓冲油缸中的油经过两次节流回到气液转换缸中,从而起到缓冲作用.当此工位工作完毕,发出信号双电磁铁滑阀换向,挡块气缸上部进气使活塞杆下降,同时压缩空气通过电磁滑阀进入气液转换缸的右腔,使压力油进入处于定位状态的左边缓冲油缸中,使活塞杆伸出把挡块气缸推回到中间位置,为下工位的定位缓冲做好准备.在手臂从第工位转到第二工位或再转到第三工位,亦可重复上述两次缓冲动作过程,因此此液压缓冲器可以实现多个定位点的缓冲和定位。
经实践使用,效果较好。
挡块气缸从定位缓冲位置回到中间位置的这复位动作在.以内。
这个液压缓冲器的缓冲行程最大为。
缓冲油缸的阻尼力在第段行程范围时,调节单向节流阀,阻尼力约为在第二段行程范围时,调节阻尼螺钉,阻尼力约为。
基座结构设计基座是机械手的第个回转关节,机械手的运动部分全部安装在基座上,它承受了机械手的全部重量,在设计机械手基座时,要注意以下设计原则基座要有足够大的安装基面,以保证机械手在工作时整体安装的稳定性。
基座要承受机械手的全部重量和载荷。
因此机械手的基座和腰部轴及轴承的机构要有足够大的强度和刚度,及保证承载能力
