用于缸体三轴孔机床上下料的桁架机械手设计(3)

用于缸体三轴孔机床上下料的桁架机械手设计

工艺与装备

之间传动比预选i=115,提升速度V=12m/min。

(a)静力矩计算:

M=(MFt+MFs)/i+Mw=(215Nm+2Nm)/115+4116Nm=7116Nm

组合机床与自动化加工技术

πη,由于立式式中重量磨擦力矩MFt=m3g3u3T/2

导轨摩擦力较小这里取其约等于215Nm。(u摩擦系数、η=019效率)

式中丝杠摩擦力矩MFs=D/20=40/20=2Nm(按经验公式计算得)。

πi=500391831式中重量力矩Mw=mg3sina3h/2

301008/23π3115=4116Nm。

(b)根据桁手预定提升速度V=12m/min,确定电机转速n=12000/83115=2250r/min。

(c)根据以上两项计算结果选择驱动电机,当然计算出的M=618Nm是最小力矩,与被驱动部件重量等误差,,电机为M=13Nm,n=;2

2911kg/cm,(d)、匀速、减速过程,驱动电机本身的转动惯量与被驱动部件转换到电机轴上的转动惯量之比1:2匹配为最合理,经计算被驱动

2

部件转换到电机轴上的转动惯量J总=5115kg/cm,在合理匹配范围内。

(e)Y向直线运动加速度a=

首先计算Y向丝杠得到的加速力矩Macc.3i

Macc=Mmax-(MFt+MFs)31/i-Mw

图2　Y轴运动过程

定加速时间为011s。

X轴加速度与Y轴相同为2m/ss。X轴行程为400mm,X轴一次运动过程时间为211s。

(h)占用节拍的时间

占用节拍的动作为Y,X轴移动一次,所用时间1132+2=1s。

,,。

本桁架机械手方案具有以下特点:负载能力大,移位精度高,速度快,采用双手结构具有很高的工作效率,与以往的升降夹具相比它不占用夹具的空间,同时桁架机械手在空中不接触切屑和水,因此工作可靠不易出故障。本桁架机械手方案的局限性在于其主要应用在多工位单机和短自动线上,对于长自动线其占用的空间位置较大,使用上受到一定限制。

5　本桁架机械手在组合机床中的应用

体本桁架机械手在DK050机床上的成功应用,是三轴孔镗床柔性输送的创新。此后大连机床集团为客户提供的所有三轴孔镗床都用此输送形式,而且很广泛应用于其他多工位组合机床和短自动线上,到目前为止,已经应用于十多台多工位单机和自动生产线,给客户带来了巨大的生产效益。

[参考文献]

[1]赵增奎,陆建辉,刘玲.某型号注塑机械手的有限元数值分

=21Nm-7116Nm=1318Nm

式中Mmax指驱动伺服电机最大扭矩,查得33Nm,按选用的驱动模块实际为21Nm。

Y向丝杠得到的加速力矩

Macc.3i=13183115=2017Nm

由此可以算出作用于工件和运动附件的加速力为

π/01008=16249NF=201732

Y向直线运动加速度

a=F/m=16249/500=32m/ss

析[J].机械强度,2005,27(6):803-807.

[2]周正干,李然,贠超.点焊机器人动态性能有限元分析[J].

加速时间

Tacc=Vt/a=12/60/32=0101s

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[3]TokhiMO,MohamedZ,HashimAWI.Modellingofaflexible

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[4]刘芳,杨庆东,等.高速龙门加工中心GMC3000动态特性

根据此计算结果数控系统Y轴加速时间设定为011s

即100ms,因此实际工作时加速时间为011s,实际加速度a(实际)=Vt(移动速度)/t(实际加速时间)=2m/ss。

(f)Y轴一次运动过程的时间,如图2所示。由图可见Y轴一次运动过程时间为411s。

(g)X轴的运动参数计算过程与Y轴基本相同,在这里只直接给出结果。

X向直线运动加速度可以达到a=10m/ss,

同样设 74

的有限元分析[J].现代制造工程,2007(3):113-116.

[5]张建润,卢熹,等.五坐标数控龙门加工中心动态优化设计

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(编辑　李秀敏)