来自 机械新闻 2020-01-12 23:51 的文章

求气动机械手的简单工作原理

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  气动机械手主要由执行机构、驱动系统、控制系统以及位置检测装置等所组成。在PLC程序控制的条件下,采用气压传动方式,来实现执行机构的相应部位发生规定要求的,有顺序,有运动轨迹,有一定速度和时间的动作。同时按其控制系统的信息对执行机构发出指令。

  必要时可对气动机械手的动作进行监视,当动作有错误或发生故障时即发出报警信号。位置检测装置随时将执行机构的实际位置反馈给控制系统,并与设定的位置进行比较,然后通过控制系统进行调整,从而使执行机构以一定的精度达到设定位置。

  机械手气压传动采用的压缩空气往往含有水分,直接使用会影响气缸工作和腐蚀工件。故需设置一个分水装置,将压缩空气中的水分分离出去。一般选用低于6kg/c㎡的压缩空气时,需用减压阀控制气体压力,并用蓄压器储备足够的气体,以保证气缸消耗气体时,压力不致降低。

  由于气压低,机械手速度就减慢,动作就失调,故在气路上需安一个压力继电器,当气压低于规定的压力时,电路断开,停止工作。

  气动机械手的工作原理:气动机械手主要由执行机构、驱动系统、控制系统以及位置检测装置等所组成。在PLC(可编程序控制器简称PLC,由于具有功能强、可编程、智能化等特点已成为工业控制领域中最主要的自动化装置之一)程序控制的条件下,采用气压传动方式,来实现执行机构的相应部位发生规定要求的,有顺序,有运动轨迹,有一定速度和时间的动作。同时按其控制系统的信息对执行机构发出指令,必要时可对气动机械手的动作进行监视,当动作有错误或发生故障时即发出报警信号。位置检测装置随时将执行机构的实际位置反馈给控制系统,并与设定的位置进行比较,然后通过控制系统进行调整,从而使执行机构以一定的精度达到设定位置。

  1、手部:即与物件接触的部件。由于与物件接触的形式不同,可分为夹持式和吸附式手。夹持式手部由手指(或手爪)和传力机构所构成。手指是与物件直接接触的构件,常用的手指运动形式有回转型和平移型。回转型手指结构简单,制造容易,故应用较广泛。平移型应用较少,其原因是结构比较复杂,但平移型手指夹持圆形零件时,工件直径变化不影响其轴心的位置,因此适宜夹持直径变化范围大的工件。手指结构取决于被抓取物件的表面形状、被抓部位(是外廓或是内孔)和物件的重量及尺寸。而传力机构则通过手指产生夹紧力来完成夹放物件的任务。传力机构型式较多时常用的有:滑槽杠杆式、连杆杠杆式、斜面杠杆式、齿轮齿条式、丝杠螺母弹簧式和重力式等。

  2、手腕:是连接手部和手臂的部件,并可用来调整被抓取物件的方位(即姿势)。

  3、手臂:手臂是支承被抓物件、手部、手腕的重要部件。手臂的作用是带动手指去抓取物件,并按预定要求将其搬运到指定的位置。气动机械手的手臂通常由驱动手臂运动的部件(如油缸、气缸、齿轮齿条机构、连杆机构、螺旋机构和凸轮机构等)与驱动源气压(气缸)相配合,以实现手臂的各种运动。

  4、立柱:立柱是支承手臂的部件,立柱也可以是手臂的一部分,手臂的回转运动和升降(或俯仰)运动均与立柱有密切的联系。机械手的立柱因工作需要,有时也可作横向移动,即称为可移式立柱。

  5、机座:机座是机械手的基础部分,机械手执行机构的各部件和驱动系统均安装于机座上,故起支撑和连接的作用。

  驱动系统是气缸执行机械运动的。气动机械手具有3个自由度:手臂伸缩;机身回转;机身升降。主要由3个大部件和3个气缸组成:(1)手部,采用一个气爪,通过机构运动实现手爪的运动。(2)臂部,采用直线缸来实现手臂的伸缩。(3)机身,采用一个直线缸和一个回转缸来实现手臂升降和回转。

  (三)控制系统:气动机械手气动回路的设计主要是选用合适的控制阀,通过控制和调节各个气缸压缩空气的压力、流量和方向来使气动执行机构获得必要的力、动作速度和改变运动方向,并按规定的程序工作。假设气动机械手完成各个运动的气缸只有完全伸出和完全缩回两个状态。选择两位五通换向阀控制各个气缸的运动方向,气缸的进出口回路各设置一个单向节流阀,通过控制进出口空气流量的大小来控制气缸执行器动力的大小和运动速度。设计中采用PLC控制机械手实现各种规定的预定动作,既可以简化控制线路,节省成本,又可以提高劳动生产率。

  (四)位置检测装置:控制机械手执行机构的运动位置,并随时将执行机构的实际位置反馈给控制系统,并与设定的位置进行比较,然后通过控制系统进行调整,从而使执行机构以一定的精度达到设定位置。