柱面零件通用拾取機械手的設(shè)計

1、柱面零件通用機械手的設(shè)計摘要：機械手的設(shè)計是工業(yè)機器人設(shè)計過程中的一個重要問題，本文在分析機器人工作要求的基礎(chǔ)上，采用UG軟件設(shè)計了一種柱面零件通用機械手裝置，并分析了機械手的工作過程，該機械手可以實現(xiàn)（內(nèi)、外）柱面零件的拾取。關(guān)鍵字：柱面零件、機械手、UG1 引言機械手是在自動化生產(chǎn)過程中使用的一種具有抓取和移動工件功能的自動化裝置，它是在機械化、自動化生產(chǎn)過程中發(fā)展起來的一種新型裝置。其發(fā)展已有近40年的歷史，已成為當今主導技術(shù)之一1。在機械加工及其它生產(chǎn)型行業(yè)中，很多工位為工件的拾取操作2。如沖壓件成型，需要用機械手進行板材的拾取操作再放入液壓機內(nèi)，這些操作一般動作簡單，重復性強。目前針

2、對這種需求，設(shè)計了很多拾取機械或機械手，包括電動的、液動的以及氣動的等等3。但是目前這種機械或機械手大部分不能同時實現(xiàn)（內(nèi)、外）柱面零件的拾取，本文采用了UG軟件設(shè)計了一種柱面零件通用機械手裝置。2 機械手工作需求分析 本設(shè)計中機械手要拾取兩種工件，工件的模型如圖1、圖2所示。兩個工件需要通過機械手裝配到一起，形成一個裝配件，如圖3所示。裝配好之后需要將裝配搬運到其他工位，因此，從零件的結(jié)構(gòu)分析，機械手需要同時能夠?qū)崿F(xiàn)內(nèi)外柱面的拾取。 圖1 零件1 圖2 零件2圖3 裝配件3 機械手結(jié)構(gòu)設(shè)計根據(jù)對機械手的工作需求分析，設(shè)計了機械手裝置如圖4、圖5所示，該裝置由一個電機驅(qū)動，大手爪用于拾取外柱面

3、零件，小手爪用于拾取內(nèi)柱面零件，兩對彈簧分別用于提供夾緊力。圖3 機械手裝置UG實體模型圖4 機械手裝置裝配圖整個機械手裝置裝配圖如圖5所示，包括機架1、電機2、第一支座3、正反旋絲杠4、方形絲杠螺母16、直線軸承5、定位套筒6、滑塊組件7、小手爪8、大手爪9、第二支座10、直線軸承支座11、大彈簧12、L型壓板13、小彈簧14和圓導桿15，第一支座3與機架1相聯(lián)接，第二支座10與機架1相聯(lián)接，兩套滑塊組件7設(shè)置在機架1的橫梁上，電機2與第一支座3相聯(lián)接，正反旋絲杠4的一端設(shè)置在第一支座3上，正反旋絲杠4的另外一端設(shè)置在第二支架10上，兩個方形絲杠螺母16分別設(shè)置在正反旋絲杠3兩側(cè)對稱位置，兩

4、個直線軸承支座11分別與兩個方形絲杠螺母16相聯(lián)接，兩個直線軸承5分別與兩個直線軸承支座11相聯(lián)接，兩個L型壓板13分別與兩個滑塊組件7相連接，兩個大手爪9分別與兩個滑塊組件7相聯(lián)接，兩個小手爪8分別與兩個滑塊組件7相聯(lián)接，兩個定位套筒6分別設(shè)置在兩個圓導桿15上，直線軸承5與L型壓板13通過圓導桿15相聯(lián)接，大彈簧12、小彈簧14設(shè)置在圓導桿15上，大彈簧12一端與直線軸承支座11相聯(lián)接，大彈簧12另外一端與L型壓板13相聯(lián)接，小彈簧14一端與L型壓板13相聯(lián)接，小彈簧14另外一端與圓導桿15端部相聯(lián)接，整體構(gòu)成大尺寸柱狀零件抓取機械手。4 機械手工作過程分析當該機械手要拾取外柱面工件時，電

5、機2帶動正反旋絲杠4正轉(zhuǎn)，正反旋絲杠4左右兩端的方形絲杠螺母16向中間移動，安裝在方形絲杠螺母16上的直線軸承支座11向中心移動，設(shè)置在圓導桿15上的小彈簧14由于定位套筒6限位作用處于自然伸長狀態(tài)，設(shè)置在圓導桿15上的大彈簧12被壓縮，推動L型壓板13向中心移動，帶動滑塊組件7向中心移動，從而帶動大手爪9向中心移動，夾緊工件；當該機械手要松開外柱面工件時，電機2帶動正反旋絲杠4反轉(zhuǎn)，正反旋絲杠4左右兩端的方形絲杠螺母16向兩端移動，安裝在方形絲杠螺母16上的直線軸承支座11向兩端移動，直線軸承5拉動圓導桿15向兩端移動，設(shè)置在圓導桿15上的大彈簧12恢復自然伸長狀態(tài)，設(shè)置在圓導桿15上的小彈

6、簧14推動滑塊組件7向兩端移動，從而帶動大手爪9向兩端移動，松開工件。當該機械手要拾取內(nèi)柱面工件時，電機2帶動正反旋絲杠4反轉(zhuǎn)，正反旋絲杠4左右兩端的方形絲杠螺母16向兩端移動，安裝在方形絲杠螺母16上的直線軸承支座11向兩端移動，直線軸承5拉動圓導桿15向兩端移動，設(shè)置在圓導桿15上的大彈簧12處于自然伸長狀態(tài)，設(shè)置在圓導桿15上的小彈簧14被壓縮，推動滑塊組件7向兩端移動，從而帶動小手爪8向兩端移動，撐緊工件；當該機械手要松開內(nèi)柱面工件時，電機2帶動正反旋絲杠4正轉(zhuǎn)，正反旋絲杠4左右兩端的方形絲杠螺母16向中間移動，安裝在方形絲杠螺母16上的直線軸承支座11向中心移動，設(shè)置在圓導桿15上的小彈簧14逐漸恢復自然伸長狀態(tài)，設(shè)置在圓導桿14上的大彈簧12推動L型壓板13向中心移動，帶動滑塊組件7向中心移動，從而帶動小手爪8向中心移動，松開工件。5 結(jié)束語本文設(shè)計了一種柱面零件通用拾取機械手，可以實現(xiàn)（內(nèi)、外）柱面零件的拾取，并用UG軟件對機械手進行建模，同時對機械手的工作過程進行了分析，該機械手抓取可靠，結(jié)構(gòu)簡單，抓取零件尺寸的適應范圍廣。6 參考文獻1. 馮毅. 擺動式機械手機構(gòu)運動與PLC控制的研究D. 沈陽工業(yè)大學.