门板翻转桁架机器人的设计方案简介
- 2024-08-19 11:26:00
- 大象龙门 原创
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在工业自动化领域中,门板翻转桁架机器人因其高效、准确的作业能力,广泛应用于生产线上的物料搬运与翻转作业。本文旨在介绍一款专为门板翻转设计的二轴桁架机器人设计方案,该机器人具备两端夹持翻转机构,适用于输送线总长30米、载荷300kg的场景。
一、项目概述
1.1 设计目标
1.2 应用场景
本方案适用于需要频繁翻转重型门板的生产线,如家具制造、汽车制造等领域,能够显著提高生产效率和降低人工成本。
二、总体设计方案
2.1 机械结构设计
2.1.1 桁架结构
采用高强度钢材构建的二轴桁架结构,确保在承载300kg载荷时具有良好的稳定性和刚性。桁架结构设计时进行了应力计算,以保证结构在各种工况下均不发生形变。
2.1.2 X轴与Z轴设计
- X轴:负责沿输送线方向的水平移动,采用重载扁导轨齿条系统,以齿轮齿条为动力源,配合重载导轮箱实现高负载高速运行,并设有V型导论机构以增强抗扭能力。
- Z轴:负责垂直方向上的升降运动,同样采用重载扁导轨齿条系统,并配以平衡气缸确保运动平稳。Z轴设计上优化了导轮箱间距,以增强抗弯特性。
2.1.3 翻转机构
翻转机构设计为两端夹持翻转,采用气缸驱动夹持机构下降,夹持机构在两侧同时夹紧门板,然后通过翻转轴实现180度的翻转动作。翻转轴由电机、减速机和传动装置组成,通过精确控制翻转轴的转动,实现门板的稳定翻转。
2.2 安全与防护设计
- 防坠机构:在Z轴上安装轴伸式安全防坠器,当传感器检测到Z轴失速时,防坠器轴伸出阻止Z轴下降,确保安全。
- 防撞装置:在X轴两端及Z轴升降范围内安装缓冲块和重载油压缓冲器,吸收撞击能量,防止机械碰撞。
- 限位开关:在各轴运动极限位置安装限位开关,防止机械超程运行。
2.3 控制系统设计
控制系统采用PLC为核心,结合伺服电机和传感器,实现精确的运动控制和安全保护。通过编程和传感器反馈,实现门板翻转桁架机器人的精确定位和动态调整。
三、工作流程
- 初始状态:桁架机械手位于起始位置,夹持机构处于张开状态。
- 门板定位:X轴移动至目标门板位置,Z轴下降,夹持机构夹紧门板。
- 水平移动:X轴带动门板沿输送线移动至翻转区域。
- 翻转动作:夹持机构保持夹紧状态,翻转轴启动,带动门板翻转180度。
- 复位与放置:翻转完成后,X轴将门板移动至目标位置,Z轴上升,夹持机构松开,门板放置在指定位置。
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