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数控冲床模具上下料助力机械手规划与剖析
浏览: 发布日期:2019-09-18
  数控机床是先进制造技能的要害设备之一,而数控冲床模具是近年来高速钣金加工的一种重要的压力成型设备,集机、电、液、气于一体,可在板材上进行高速冲孔加工和浅拉深成型,是一种通用、高功率和高精度的冲压设备,拥有多个工位并能完毕快速换模。
 
  随着我国冲压职业的展开,板料冲压设备功能逐渐与国际接轨,冲压出产主动化程度得到了进一步的行进。在冲压出产的首道工序中,我国许多企业仍然在选用传统的手工上料方法,这种上料方法不只出产功率低下、劳动强度大,而且易发作人身事故。为行进我国冲压出产的主动化水平、行进出产功率和改进工人出产劳动条件,研发出与冲压设备主动化水平相配套的主动上料体系具有重要的含义。
 
  数控冲床模具组成和作业原理
 
  数控冲床模具主传动分为机械、液压。机械主传动作业原理是主电机经过小带轮带动飞动,再经过离合器制动器的接合或别离,带动曲轴旋转,再经过曲柄连杆组织,带动滑块上、下往复运动,冲击转盘上所选定的模具对板材进行冲孔或其他成型加工。液压主传动的作业原理是将液压体系供应的液压油经过电磁换向阀的动作,进入液压缸的上下腔,使活塞杆带动滑块上下往复运动,冲击模具进行冲孔。
 
  机床的作业原理在机床没有任何报警的情况下,实施一编好的程序,依照程序指令,和轴带着钢板运动到冲头下,盘将程序中所需模具运动到冲头下,液压冲头实施对模具的冲击,完毕一次冲压,然后和轴再移动一个,冲头再实施一次冲压,如此往复,只到一个程序全部实施完毕,退回到上料。
 
  机械手整体方案
 
  机械手整体结构
 
  由于规划要求转移的加工板材的质量达,长度达,一起考虑到数控冲床模具布局的详细方法及对机械手的详细要求,考虑在满意体系工艺要求的前提下,尽量简化结构,以减小本钱、行进可靠度。
 
  机械手腰部底座结构的规划
 
  考虑到腰座是机器人的第一个反转关节,对机械手的最终定位精度影响大,故选用电机驱动来完毕腰部的反转运动。不只因其精度能够很高,而且结构紧凑,不用规划其他的液压体系及辅佐元件。考虑到转速以及扭矩的详细要求,选用大传动比的齿轮传动体系进行减速和扭矩的扩大。
 
  机械手手臂的结构规划
 
  机械手有大臂升降和小臂旋转的运动。考虑到转移工件的质量较大,属中型质量,一起考虑到机械手的动态功能及运动的稳定性、安全性,对手臂的刚度有较高的要求,所以大臂驱动挑选气动传动方法,操控简略,易于完毕计算机的操控。小臂旋转运动选用电机操控。
 
  一起,由于操控和详细作业的要求,机械手手臂的结构标准不能太大,因此,在规划时其他增设了导杆组织,尽量增加其刚度为减小质量,导杆选用空构。经过增设导杆,能显着行进机械手的运动刚度和稳定性。
 
  机械手腕部的结构规划
 
  经过对数控机床上下料作业的详细剖析,考虑数控机床加工的详细方法及对机械手上下料作业的详细要求,在满意体系工艺要求的前提下行进安全和可靠性,为使机械手的结构尽量简略、下降操控的难度,规划的手腕不增加度,但手部要增加真空吸附辅佐设备。
 
  机械手的机械传动组织的规划
 
  详细到该规划,由于气压缸完毕直接驱动,它既是关节组织,又是动力元件,故不需求中心传动组织,这既简化了结构,一起又行进了精度。而机械手腰部的反转运动选用步进电机驱动,有必要选用传动组织来减速和增大扭矩。经剖析比较,挑选圆柱齿轮传动,为了比较高的精度,尽量减小因齿轮传动构成的误差一起大大增大扭矩,较大程度上下降电机转速,以使机械手的运动平稳,动态功能好。
 
  机械手驱动体系的规划
 
  详细到该规划,在剖析详细作业要求后,归纳考虑各个要素。机械手腰部的旋转运动需求必定的定位操控精度,故选用步进电机驱动来完毕大臂选用气压驱动,小臂选用电机驱动,手部的端拾器由于要真空吸附,选用气压驱动。
 
  机器人手臂的平衡组织规划
 
  由于规划的机械手选用圆柱坐标型的结构,而且在手臂的结构规划以及整个机械手的规划和布局中都要害考虑了机械手手臂的平衡问题,经过合理布局,优化规划结构,使得手臂本身尽可能抵达平衡。若实践作业中平衡成果不满意,则设置绷簧平衡组织进行平衡。
 
  数控冲床模具上料助力机械手要害技能研究
 
  该规划立异之处在于机器人规划得简略,操作灵敏,完毕各种条件下的助力效果,而且能完毕主动操控手部选用真空吸附设备技能,很好地完毕对板材的抓取,完毕上下料。定位战略,考虑以下加工条件数控冲床模具在初度装夹时,定位销使板材左边边挨近作业台左边际,即板材左边边在作业台之内,取板材左下角为加工坐标的原点定位只按轴正方向进行两夹钳由一个驱动设备操控,不能运动。所以选用的规划是当板材在作业台正上方时夹钳上的光传感器开端定位移动,定位完毕后将板材放下完毕装夹。
 
  有限元剖析
 
  在助力机械手结构规划中,除考虑强度问题外,还要考虑刚度问题,即机械手在抓起板材后,手臂受力会发作变形,要使机械手满意精度要求,有必要操控机械手手臂在受力后的变形值,使它在容许范围内。文中选用有限元法。
 
  助力机械手在运动过程中有一个受力最、变形最大的情况,是机械手转移板材放到作业台时,重力力臂抵达最大值,各臂处于受力最大情况,承认其为剖析工况。
 
  载荷分为个部分第一部分是机械手除底座外全部零部件的重力,包含大小臂及完毕真空吸附设备第二部分是板材重力到各臂和底座上,板材重力为。第三部分是底座自重,捆绑为一端固定,另一端反力及弯矩。
 
  将建立好的助力机械手模型导入中,设定资料特点弹性模量,泊松比λ,密度ρ单元类型差异网格四面体网格差异。
 
  对助力机械手的静强度剖析选用处理。应力等值线可明晰地描绘成果在整个模型中的改动,并能够快速承认模型中的区域。一起,等位移图能够表示出零件各单元的位移改动情况,承认其位移量是否足以影响精度。
 
  运转上述指令,即能够生成该机械手的三维仿真图形,经过手动驱动图中的滑块条或输入关节变量的值,来改动机械手完毕位姿,然后直观显示机械手的运动。
 
  助力机械手和数控冲床模具组成的单元,能够完毕主动上下料,是可经过长期接连机械加工大幅度削减加工本钱的、极具国际竞争力的机械加工体系。
 

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