電動(dòng)機(jī)座加工自動(dòng)線卸料機(jī)械手設(shè)計(jì)

1、電動(dòng)機(jī)座加工自動(dòng)線卸料機(jī)械手設(shè)計(jì)規(guī)格參數(shù)：抓重(最大抓重): 35公斤；自由度數(shù): 2個(gè)；座標(biāo)型式:圓柱座標(biāo)手臂運(yùn)動(dòng)參數(shù)：大手臂回轉(zhuǎn)():90；小手臂升降(Z): 400mm手指夾持范圍: 孔徑250mm定位方式: 行程擋鐵驅(qū)動(dòng)方式: 液壓電動(dòng)機(jī)座加工自動(dòng)線示意圖機(jī)械手，英文名mechanical hand，是指能模仿人手和臂的某些動(dòng)作和功能，用以按固定程序抓取、搬運(yùn)物件或操作工具的自動(dòng)操作裝置。 工業(yè)機(jī)械手即在工業(yè)生產(chǎn)中所使用的機(jī)械手，是一種可編程序的自動(dòng)機(jī)械手。它是在五十年代末出現(xiàn)，近年來迅速發(fā)展起來的重要的自動(dòng)化裝置，是實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化的重要手段。目前，在各個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域，為了提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)

2、品質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)，都采用了各種不同形式，不同功能的機(jī)械手。由于機(jī)械手的出現(xiàn)，在許多生產(chǎn)工藝中都代替了人工，使工業(yè)自動(dòng)化有了較大發(fā)展，這不僅大大的提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，改善了勞動(dòng)條件，減輕了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，而且使成批生產(chǎn)有了質(zhì)量技術(shù)保證，正因?yàn)槿绱?，機(jī)械手的設(shè)計(jì)開發(fā)成了目前工業(yè)技術(shù)的重要課題。1.1 研究背景及發(fā)展現(xiàn)狀機(jī)械手在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛的應(yīng)用于機(jī)加工，鍛壓，鑄造，沖壓，焊接，裝配，噴漆，熱處理等各個(gè)行業(yè)，特別是在笨重，高溫有毒，放射性，多粉塵等惡劣危險(xiǎn)的勞動(dòng)環(huán)境中，機(jī)械手由于有顯著的優(yōu)點(diǎn)而備受重視。以下是機(jī)械手在工業(yè)中的幾種典型應(yīng)用： 1旋轉(zhuǎn)體零件生產(chǎn)流水線自動(dòng)化方面 采用機(jī)械手在旋轉(zhuǎn)體零件（

3、如軸類、盤類、環(huán)類等）生產(chǎn)流水線上的機(jī)床之間傳送工件能夠提高生產(chǎn)線的自動(dòng)化。國內(nèi)已建成的這類自動(dòng)線很多，如沈陽泵廠的深井泵軸承體加工自動(dòng)線（環(huán)類），大連電機(jī)廠的4號(hào)和5號(hào)電動(dòng)機(jī)軸加工自動(dòng)線（軸類），上海拖拉機(jī)齒輪廠的齒坯加工自動(dòng)線（盤類）等。加工箱體類零件的組合機(jī)床自動(dòng)線，一般采用隨行夾具傳送工件，也有采用機(jī)械手的，如上海動(dòng)力機(jī)廠的汽缸蓋加工自動(dòng)線轉(zhuǎn)位機(jī)械手。2在實(shí)現(xiàn)單機(jī)自動(dòng)化方面 1）各類半自動(dòng)車床，有自動(dòng)夾緊、進(jìn)刀、切削、退刀和松開的功能，但仍需人工上下料。裝上機(jī)械手，可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)生產(chǎn)，一人看管多臺(tái)機(jī)床。目前，機(jī)械手在這方面應(yīng)用最多，如上海柴油機(jī)廠的曲拐自動(dòng)車床和座圈自動(dòng)車床機(jī)械手，大連第

4、二機(jī)床廠的自動(dòng)循環(huán)液壓仿形車床機(jī)械手，沈陽第三機(jī)床廠的Y38滾齒機(jī)械手，青海第二機(jī)床廠的滾銑花鍵機(jī)床機(jī)械手等。由于這方面使用已有成熟的經(jīng)驗(yàn)，國內(nèi)一些機(jī)床廠已在這類機(jī)床產(chǎn)品出廠時(shí)就附上機(jī)械手，或?yàn)橛脩糇孕邪惭b機(jī)械手提供條件。 2）注塑機(jī)有加料、合模、成型、分模等自動(dòng)工作循環(huán)，裝上機(jī)械手自動(dòng)裝卸工件，可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)生產(chǎn)。 3）沖床有自動(dòng)上下料沖壓循環(huán)，裝上機(jī)械手上下料，可實(shí)現(xiàn)沖壓生產(chǎn)自動(dòng)化。目前機(jī)械手在沖床上應(yīng)用有兩個(gè)方面：一是160t以上的沖床用機(jī)械手的較多。如沈陽低壓開關(guān)廠200t沖床磁力起動(dòng)器殼體下料機(jī)械手和天津拖拉機(jī)廠400t沖床的下料機(jī)械手等；二是用于多工位沖床，用作沖壓件工位間步進(jìn)，如上

5、海第二汽車配件廠的燈殼沖壓生產(chǎn)線機(jī)械手（生產(chǎn)線中有兩臺(tái)多工位沖床）。 3.在鑄、鍛、焊等熱處理方面 在鍛造方面，機(jī)械手一般用做加熱爐，鍛壓機(jī)床或沖床的上下料和工件的傳送，其中包括多工位沖床的中間傳送。如：天津第二鍛造廠JS01通用機(jī)械手的精鍛機(jī)上下料。 在鑄造方面，機(jī)械手應(yīng)用較多的是在熔模鑄造中，也用于澆鑄，造型，制芯及清理工作。美國Dochlcn-Jarvis工廠是使用工業(yè)機(jī)械手最多的，約12萬臺(tái)，主要用于從壓型中取出鑄件，然后用噴氣法清洗鑄件表面，該廠使用機(jī)械手后鑄件質(zhì)量得到了很大提高，穩(wěn)定性增強(qiáng)。 在焊接方面，焊接機(jī)械手也是應(yīng)用較多的，這種機(jī)械手可分為點(diǎn)焊接機(jī)械手和弧焊接機(jī)械手。對(duì)于點(diǎn)焊

6、接機(jī)械手，其手臂能伸縮，俯仰，回轉(zhuǎn)，手腕能擺動(dòng)，回轉(zhuǎn)，俯仰。至于弧焊接機(jī)械手，它的焊炬能作復(fù)雜三維曲線運(yùn)動(dòng)以調(diào)節(jié)焊接范圍。 4在裝配方面 工業(yè)機(jī)械手在裝配中的應(yīng)用，是近幾年國內(nèi)外研究和發(fā)展的一個(gè)重要方面，特別是在汽車制造業(yè)的汽車裝配自動(dòng)化和彈藥裝配等危險(xiǎn)作業(yè)上有很大的使用價(jià)值。目前裝配機(jī)械手正由串聯(lián)結(jié)構(gòu)向并聯(lián)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換。1.2 本課題研究目的及意義工業(yè)機(jī)械手具有許多人類無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，滿足了社會(huì)化大生產(chǎn)的需要，其主要優(yōu)點(diǎn)如下： 1.能代替人從事危險(xiǎn)、有害的操作。只要根據(jù)工作環(huán)境進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，選擇適當(dāng)?shù)牟牧虾徒Y(jié)構(gòu)，機(jī)械手就可以在異常高溫或低溫、異常壓力和有害氣體、粉塵、放射線作用下，以及沖壓、滅火

7、等危險(xiǎn)環(huán)境中勝任工作。 2.能長時(shí)間工作，不怕疲勞，可以把人從繁重單調(diào)的勞動(dòng)中解放出來，并能擴(kuò)大和延伸人的功能。人在連續(xù)工作幾小時(shí)后，總會(huì)感到疲勞或厭倦，而機(jī)械手只要注意維護(hù)、檢修，即能勝任長時(shí)間的單調(diào)重復(fù)勞動(dòng)。 3.動(dòng)作準(zhǔn)確，因此可以穩(wěn)定和提高產(chǎn)品的質(zhì)量，同時(shí)又可避免人為的操作錯(cuò)誤。 4.機(jī)械手特別是通用工業(yè)機(jī)械手的通用性、靈活性好，能較好地適應(yīng)產(chǎn)品品種的不斷變化，以滿足柔性生產(chǎn)的需要。 5.機(jī)械手能明顯地提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低成本。 由于機(jī)械手在工業(yè)自動(dòng)化和信息化中發(fā)揮了以上巨大的作用，世界各國都很重視工業(yè)機(jī)械手的應(yīng)用和發(fā)展，機(jī)械手的應(yīng)用在我過還屬于起步階段，就顯示出了許多的無法替代的優(yōu)點(diǎn)，

8、展現(xiàn)了廣闊的應(yīng)用前景。近十幾年來，機(jī)械手的開發(fā)不僅越來越優(yōu)化，而且涵蓋了許多領(lǐng)域，應(yīng)用的范疇十分廣闊。 成品電動(dòng)機(jī)機(jī)體形狀很復(fù)雜，從毛胚到成品需要完成很多道加工工序，各道工序及工序之間都要實(shí)現(xiàn)機(jī)體的移位及定位，這些工序如果全靠人工完成將大大增加工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，不僅使加工質(zhì)量難以得到保證還增加了勞動(dòng)的危險(xiǎn)性。本課題的研究是為了設(shè)計(jì)出一種電動(dòng)機(jī)機(jī)體加工自動(dòng)線上用的輔助機(jī)械手，該機(jī)械手在機(jī)體加工自動(dòng)線能完成上料，轉(zhuǎn)位和翻轉(zhuǎn)等多種功能，提高生產(chǎn)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。1.3 本課題研究內(nèi)容電動(dòng)機(jī)座加工自動(dòng)線，對(duì)提高當(dāng)前我國中小型電機(jī)座加工自動(dòng)化水平，提高生產(chǎn)效率，保證產(chǎn)品質(zhì)量和減輕勞動(dòng)強(qiáng)度具有重大意義?，F(xiàn)

9、依UX16型電動(dòng)機(jī)座加工自動(dòng)線為例介紹其組成和工作原理，該自動(dòng)線用于加工Y系列底腳式和法蘭式1-5號(hào)共20種規(guī)格電機(jī)座。電機(jī)座的材料為HT250，硬度為H B 143-180。工件毛坯上線，經(jīng)鑊、鉆、攻、車端面、銑等15個(gè)工步完成電機(jī)座兩端止口、內(nèi)孔、兩端端蓋螺孔、出線盒孔、吊環(huán)孔、固定定子孔、底腳孔及底腳平面的全部加工工序。工藝流程及總布局如圖1-1。圖1-1電動(dòng)機(jī)座加工自動(dòng)線示意圖全線有16臺(tái)機(jī)床，以立式為主，分成兩段，按工藝順序排列成一直線，全線布置諧調(diào)、敞開、整齊。全線兩段分別采用不同型式的隨行夾具，以便于輸送工件。兩種型式的隨行夾具除第I段的隨行夾具需更換卡爪外，都能適應(yīng)20種規(guī)格工

10、件的安裝。兩段隨行夾具都采用了由機(jī)床下面返回的方式。兩段間用轉(zhuǎn)載機(jī)構(gòu)相聯(lián)，實(shí)現(xiàn)I、II段之間的自動(dòng)轉(zhuǎn)載。現(xiàn)分別介紹如下：第I段：由5臺(tái)(C1A-C4)立式機(jī)床組成，其始端和末端有隨行夾具升降機(jī)各一臺(tái)，前升降機(jī)的下一工位為裝料工位，由人工將工件毛坯裝到此工位的隨行夾具上。裝料工位上的氣動(dòng)扳手自動(dòng)扭轉(zhuǎn)隨行夾具上的三個(gè)爪子，使工件在隨行夾具上自動(dòng)定心。本段隨行夾具共12個(gè)。C2和C3機(jī)床之間設(shè)有孔深檢查裝置J4，其立式檢查頭除檢查孔深外，還可起吹屑作用。隨行夾具和工件的輸送由一條貫穿全段的步距為1200毫米的棘爪步伐式輸送帶完成。當(dāng)隨行夾具和工件輸送到本段卸料工位上后，由氣動(dòng)扳手將工件松開。工件被轉(zhuǎn)

11、載裝置的卸料機(jī)械手抓走，而空載的隨行夾具被送入后升降機(jī)內(nèi)，降到下端，由布置在床身最下層貫穿全段的步距為720毫米的棘爪步伐式返回輸送帶從后升降機(jī)內(nèi)拖出。切屑排在床身中的容屑槽內(nèi)。當(dāng)容屑槽內(nèi)裝滿切屑后，由人工排出線外。隨行夾具連同工件在各工位上分別夾緊：C1A, C1B, C4機(jī)床上為液壓夾緊，C2, C3機(jī)床上及J4檢查裝置上為機(jī)械彈簧夾緊。 第II段：由11臺(tái)機(jī)床組成(其中C8, C9, C11機(jī)床為臥式，其余為立式)，C8, C9兩臺(tái)機(jī)床的左面可調(diào)頭是一樣的，其中一個(gè)為備用，C73與C14機(jī)床完全一樣，用于精鏜內(nèi)孔工序，其中一臺(tái)為備用。本段的首末兩端設(shè)有隨行夾具升降機(jī)各一臺(tái)，機(jī)床C6和C7

12、之間設(shè)有空氣冷卻裝置，以便排除粗撞后的切屑和切削熱，防止熱變形。在本段中，為了滿足生產(chǎn)率的要求，CB-C12等五臺(tái)機(jī)床用于完成鉆孔、攻絲工序。由于工序時(shí)間短，所以采用了單工位的形式，即一次加工一個(gè)工件。其余設(shè)備為雙工位，即一次加工兩個(gè)工件。為了使粗加工所產(chǎn)生的振動(dòng)不影響精加工，以及為了使工件粗加工后除了強(qiáng)制冷卻外，尚有一段自然冷卻的時(shí)間，所以將粗世、粗銑與精世、精銑分開，設(shè)置在本段的兩端。本段隨行夾具共有35個(gè)。隨行夾具和工件的輸送，由一組貫穿全段的步距為1500毫米的雙工位的回轉(zhuǎn)桿步伐式輸送帶和一組布置在本段中間位置的步距為1200毫米的單工位回轉(zhuǎn)桿步伐式輸送帶完成。為了實(shí)現(xiàn)隨行夾具單雙工位

13、之間的轉(zhuǎn)換，在C7和C8, C12和C13機(jī)床之間設(shè)有前后推送裝置。本段有兩個(gè)橋梯，跨在前后推送裝置上。當(dāng)隨行夾具連同工件輸送到卸料工位上后，全部加工完的工件由人工卸下，空載的隨行夾具被送入后升降機(jī)，降至下端，并由布置在床身最下層貫穿全段的棘爪步伐式返回輸送帶拖走。隨行夾具返回的情況見。切屑的排除，由一組貫穿全段的放在床身中層的往復(fù)刮板式排屑裝置來完成。切屑從冷卻裝置處自動(dòng)排出線外。隨行夾具連同工件在各機(jī)床上分別夾緊，C70-C12為機(jī)械彈簧夾緊，其余為液壓夾緊。 在C15機(jī)床之后設(shè)置氣動(dòng)測量裝置J1，用于積極測量內(nèi)孔的尺寸精度(包括橢圓度與錐度)。如合格，自動(dòng)線就繼續(xù)工作，接近超差或超差時(shí)發(fā)出信號(hào)，或換接備用的精撞床(C13或C14)，或使自動(dòng)線予停。 轉(zhuǎn)載裝置：為了實(shí)現(xiàn)第I段、第II段之間工件裝卸自動(dòng)化，設(shè)置了轉(zhuǎn)載裝置，它由卸料機(jī)械手、輸送裝置(包括前轉(zhuǎn)載輸送帶、翻轉(zhuǎn)工件用的轉(zhuǎn)位鼓輪和后轉(zhuǎn)載輸送帶)、裝料用的機(jī)械手三部分組成。全線電氣控制系統(tǒng)采用了三個(gè)主令控制器進(jìn)行集中控制。全線有兩個(gè)中央操縱臺(tái)，設(shè)在第I段和第II段的始端以便各段能單獨(dú)工作。中央操縱臺(tái)上設(shè)有指示全線各運(yùn)動(dòng)部件工作