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多工位冲床工业机械手气压驱动系统总体设计

发表时间:2016-07-28
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伽达机械手配件讯:多工位冲床工业机械手气压驱动系统总体设计讲解

气动驱动系统在多数情况下是用于实现两位式点位控制或有限点位控制的中、小机械手作业。这类机械手多是圆柱坐标型、直角坐标型或二者的组合型结构;

3-5个自由度;负荷在200N以下;速度300-1000mm/s;重复定位精度为0.5mm。控制装置目前多数选用可编程控制器(PLC)。

在易燃、易爆的场合下可采用气动逻辑元件组成控制装置。气动驱动系统大体由以下几部分组成。 
 
(1)气源 
 
由压缩空气站提供。气源部分包括空气压缩机,储气罐,气水分离器,调压器,过滤器等。如果没有压缩空气站,可以按机械手及其配套的其他气动设备的需要,配置相应供气量的气源设备。
 
(2)气动三联件 
 
由分水滤气器,调压器,油雾器三大件组成,可以是分离式,也可以是三联组装式的,多数情况下用三联组装式结构。不论是由压缩空气站供气还是用单独的气源供气,气动三联件是必备的。

虽然用无润滑气缸可以不用油雾器,但是一般情况下,建议在气路上装上油雾器,以减少气缸摩擦,增加气缸使用寿命。 
 
(3)气动阀
 
气动阀的种类很多,在工业机械手的气动驱动系统中,常用的阀件有电磁气阀、节流调速阀、减压阀等。
 
(4)气动执行机构
 
多数情况下使用气缸(直线气缸或摆动气缸)。直线气缸分单动式和双动式两类,除个别用单动式气缸外(如手爪机构上用的),多数采用双动气缸。

为实现端部缓冲,要选用双向端点缓冲的气缸。气缸的结构形式以及与机械手机构的连接方式(如法兰连接,尾部铰接,前端或中间铰接,气缸杆的螺纹连接或铰接等)由设计机械手时根据结构要求而定。

气缸的内径,行程大小可根据对机械手的运动分析和动力分析进行计算。
 
为了确保气缸的密封要求,同时又要尽量降低摩擦力,密封材料要选用橡胶和氟化塑料组合的密封环。

无接触感应式气缸目前在气动系统中已获得广泛的应用,这种气缸在活塞上装有永久磁铁的磁环,通过磁感应,使在气缸外面安装的非接触磁性接近开关动作发讯,进行位置检测。

除了直线气缸外,机械手中用得比较多还有有限角摆动气缸,这种摆动缸多用于手腕机构上。
 
(5)制动器
 
气动机械手的定位问题很大程度上是如何实现停点的制动。

气缸活塞的允许运动速度达1.5m/s,如果以1m/s的速度计算,电磁气阀以较大关闭时间70ms计,那么气缸活塞两个停点的距离约为70mm,两个停点的步长应大于这个数值。

对于小流量的电磁气阀,吸合关闭时间较小,停点的步长也要相应缩短。

因此对机械手一个单自由度而言,停点数目最多6-9个,为增加定位点数,除采用多位置气缸外,可采用的制动方法还有:反压制动,制动装置制动。
 
(6)限位器
 
气动机械手各运动轴的制动和定位点到位发讯,可由编程器发指令,或由限位开关发讯。

根据要求和条件,如果选用无接触感应式气缸,其限位开关是无接触接近开关,这种开关的反映时间小于20ms,在机械手中应用比较理想。

当气缸活塞运动到定位点时,为保证定位精度,需要将运动轴锁紧,常用的限位机构是由电磁阀控制的气缸带动锁紧机构(插锁,滑块等)将机械手运动机构锁定,再启动时,先打开锁紧机构。

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