自动下料机机械结构设计研究

自动下料机机械结构设计研究

韩冰 

中国石油运输有限公司北京分公司  北京 100000

摘要；随着工业自动化技术的发展，自动装卸已成为工业生产的重要组成部分。自动冲裁机的机械结构设计是保证其性能的关键。在此基础上，根据自动落料机设计的基本要求，将其分为升降机构和塑料输送机构。讨论了刀片移植机构和玻璃移植机构的机械结构设计，讨论了基本技术参数的设定，为落料机器人系统的设计提供了依据。精密自动切割线是中国第一条全自动TFT玻璃基板切割线。本课题设计的自动切割机是该生产线的最新设备，主要完成玻璃的切割。实现自动化生产线，自动下料机的结构设计就会显得尤为重要。自动下料机分为提升输送机、塑料托盘移植部和玻璃移植部。通过对各部件选型的计算分析，设计了设备的机械结构，建立了自动冲裁机的整体模型。通过对吸盘移植部件移植臂的有限元分析，验证了移植臂满足结构要求，验证了所选部件的强度，确保了设备的稳定运行。

关键词；自动下料机; 机械结构; 机械设计; 升降传送机构

引言

自动下料机广泛应用于自动化制造中。已成为高科技领域的一项新技术。工作结构的一个分支。机械手的灵活性较低，但他有重复同样工作的优势，不怕恶劣的环境，无所畏惧，因此，机械手被大量用于自动切割玻璃，主要用于自动化玻璃、切割、开裂等操作。

1.自动下料机的方案总体设计

1.1自动下料机工作环境

自动下料机工作环境干净，没有影响装载机设计和实施的因素，采用自动玻璃精密工程玻璃移植的自动装载和调试方法，使用自动锋利机对两侧锋利的玻璃窗格玻璃进行切割，并使用自动锋利机对面板进行分解。

表 1-1切裂线对应玻璃规格

1.2下料机械手系统的总体要求

根据自动尖锐玻璃洗涤器系统的基本要求，切断和碎玻璃子系统使用变压器输送至自动清洗机。气泡托盘有保存玻璃的规范，需要操纵器来精确玻璃。操纵器必须具有识别剪贴板或碎玻璃状态的功能。识别被拒绝后，机械结构智能，传动系统准确，控制系统准确，设备工作稳定，噪音应小于70 dpi。随着现代工业化的快速发展，对机械手在工程中的应用提出了更高的要求。

1.3自动精密玻璃切割裂片线的组成

为了打破表达面板，以玻璃从加载到拉伸（在x轴方向）的顺序结束a，该步骤包括玻璃加载机、玻璃台、拉伸机1、过渡机1和2。灯泡由顶部显示的AGV货车运输至快递线上的快递站，并格式化。日光窗格由系统控制的操纵器选择。其具体工作模式如下：操纵器的x轴在材料场上移动。移动定位后，操纵器的z轴下降操纵器的X轴下降移动速度迫使操纵器的真空杯接触玻璃并执行真空吸收。提升操纵器的Z轴以将玻璃从玻璃上移开。此时，玻璃是垂直的，然后通过显示器的动作将玻璃平放，然后将玻璃放在成型玻璃上。当玻璃为空时，AGV将移除空玻璃并将新玻璃放入。

旋转平台对平面进行水平对齐，通过浮动玻璃传输控制了解旋转动作，并采用水性对齐以适应不同尺寸的屏幕。移植部分将转换后的玻璃转移到硬件平台或清洁机构。移植元素假定结构发生变化。为了改进安装、组合和运输，增加了一个运输框架，并将其分为两部分。

2.自动下料机的机械结构设计

2.1升降传送部件的设计

根据自动冲裁系统的总体要求，将自动冲裁系统分为四个部分：升降运输部分、大皮带玻璃存放平台部分、塑料圆盘移植部分和冲裁机械手移植部分。其中，落料机械手的升降运输部件和位移部件是主要设计机构。每个组件都经过集成和调试，以适应彼此，并最终确定系统需求。提升和运输部分、吸盘移植部分和落料机械手移植部分。升降输送单元的基本功能是将从落料输送机输送的真空吸盘支架提升到一定高度，然后吸盘移植单元和落料机械手移植单元将玻璃放入吸盘中完成落料操作。该机构是参与设计实践的设计机构，包括方案确定、选型计算、模型设计等。在提升过程中，提升输送机应始终保持吸盘离地1120mm，满足设计要求。由于提升系统不仅需要接收空吸盘，还需要在下一步转移玻璃吸盘，因此提升转移部分设计为两个对称部件。

2.2升降传送系统的设计模型

升和运输系统的结构设计应根据滚珠丝杠传动系统的具体特点和要求确定。为了满足设计要求，整个起重运输系统分为三个部分，分别由起重驱动机构、起重支撑机构和起重运输机构组成。机构各部分应相互配合，实现起重系统的具体动作，满足打桩要求。根据上节的选型计算，起升传动机构首先选用伺服电机、滚珠丝杠和直线导轨。模型为了提高运动力的均匀性和稳定性，在滚珠丝杠的两端设置了一对滑动导轨。固定在丝杠螺母上的升降支撑机构与直线导轨上的滑块连接，使滑块沿直线导轨的轨道上下移动。

2.3移载手臂的有限元分析

吸盘输送动作的实现主要取决于电动执行机构的z轴运动。在工作过程中，负载输送机构的泵送和操作装置可以形成多自由度振动系统。由于电动执行机构的驱动方式为步进电机驱动的滚珠丝杠，容易引起位移臂的振动和变形，从而引起抽油机位置的变化，影响定位精度。

3.自动下料机机械结构分析

3.1下料机械手动力学分析

机械手系统的桌面操作是整个机构的重点。它能否稳定工作，关键是调整和改变每个连接管道和接头的力和控制点的形状。动力学分析方法包括拉格朗日法、牛顿-欧拉法、高斯法、凯恩法等。动力学分析用于描述机械变量，复杂的动力学方程可以用简单的方法求解。目前，工作的动态分析仍然是一个难题。动态机械手分析是实时控制和最大定位精度的前提。由于动态分析计算的困难，动态仿真通常使用仿真程序进行，以获得计算结果，这便于选择最优控制系统和提高机械性能。除了使用动态方程中计算重力项的结果外，还可以通过以下关系进行补偿：，实现最佳动态用户。利用机械手的主要技术参数，例如质量连接和行程加载，分析仿真结果并选择最佳传动方案。然后使用方法对机械手的动力学进行分析，并做出以下假设。

3.2下料机械手主体结构

整个机械手结构设计过程分为机械手本体结构设计和末端执行器设计两部分。机械手的结构形式是一系列杆和各种运动的组合。操纵器可以由纯运动、纯旋转或肢体之间的运动+旋转对成。根据坐标系的不同定义，机械手可分为直角坐标机械手、圆柱坐标机械手、球坐标机械手和关节坐标机械手。对于末端执行器，机械手末端执行器根据抓取原理可分为两种类型：抓取型和吸附型；夹爪的端部包括内支撑式、外支撑式、钩支撑式和弹簧式。吸附端爪分为两类：磁性和气动。机械手的设计模型和参数直角坐标机械手通过三个垂直运动轴x轴、Y轴和Z轴控制机械手的末端。该机械手具有结构简单、刚度好、惯性小、易于控制、可靠性高、设计周期短、成本低、定位精度高等特点。主要用于物料搬运和紧配合测量。选择直角坐标机械手。

结论

随着自动化技术的不断进步，自动下料机行业的生产线通常会实现自动化生产，了解和分析自动生产线的总体布局，确定结构各部分的工艺要求，将设计、计算和分析关键的自动下料机。整个系统发挥着极其重要的作用。本文系统地介绍了自动下料机系统的设计和分析。结合设计要求，通过选择自动下料机模式提供智能系统。

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