謝光海

【摘 要】在現(xiàn)代自動(dòng)化生產(chǎn)線上，各種類型的機(jī)械手得到越來越廣泛的應(yīng)用。由于液壓與氣壓傳動(dòng)的優(yōu)越性，因此，以液壓，氣壓或液壓與氣壓組合方式的機(jī)械手其應(yīng)用更加廣泛。本文通過對(duì)機(jī)械式機(jī)械手與氣.液組合式機(jī)械手的結(jié)構(gòu)性能分析，闡明氣.液組合機(jī)械手的優(yōu)越性。

【關(guān)鍵詞】機(jī)械手；液.氣組合

在現(xiàn)代化大規(guī)模自動(dòng)生產(chǎn)線上，機(jī)械手得到越來越廣泛的壓用。機(jī)械手的設(shè)計(jì)方案可有機(jī)械式的，氣動(dòng)式的，液壓式的，氣.液組合式的等。每種形式的機(jī)械手各有其特點(diǎn)，但無論從實(shí)用上，還是理論分析上都表明，以氣.液組合式的機(jī)械手有著獨(dú)到的優(yōu)勢，因此，得到日益廣泛的壓用。本文以機(jī)械式機(jī)械手與氣.液組合式機(jī)械手為例，闡明氣.液組合機(jī)械手的優(yōu)越性。

1.機(jī)械式機(jī)械手的設(shè)計(jì)方案及性能分析

1.1機(jī)械式機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)分析：

如圖1所示，步進(jìn)電機(jī)（未畫出）帶動(dòng)齒輪2做往復(fù)圓周運(yùn)動(dòng)，齒輪2帶動(dòng)齒輪1，從而使機(jī)械手做定軸轉(zhuǎn)動(dòng)。齒輪3（也由步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)）帶動(dòng)齒條4做上.下運(yùn)動(dòng)，將夾緊的零件移動(dòng)到位（或回復(fù)原位）。而卡爪則由曲柄搖桿機(jī)構(gòu)通過滑塊9帶動(dòng)連桿10做水平往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，使卡爪12（12*）定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，使卡爪夾緊或分開。其要求的動(dòng)作程序?yàn)椋?/p>

啟動(dòng)—立柱下降—伸臂—夾緊工件—縮臂—立柱正轉(zhuǎn)—立柱上升—放開工件—立柱反轉(zhuǎn)—回到啟動(dòng)位置。

1.2性能分析

由于卡爪是由機(jī)械方式帶動(dòng)的，因此卡爪的運(yùn)動(dòng)無緩沖，當(dāng)卡爪定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角度過大（或過?。r(shí)，會(huì)使卡爪抓緊的過緊（或過松），過松則可能夾不住零件。過緊則使夾緊力增大，有可能使卡爪或零件損壞。

圖1

適中的夾緊力不宜作到，因此，此種方式夾持效果不理想。

2.氣液組合式機(jī)械手的設(shè)計(jì)及性能分析

氣液組合式機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析

圖2為具有同樣功能的氣液機(jī)械手的設(shè)計(jì)方案。它由四個(gè)缸組成，其中A缸為氣缸，其余為液壓缸。可在三個(gè)坐標(biāo)內(nèi)運(yùn)動(dòng)。圖中A為夾緊缸，其活塞退回時(shí)夾緊工件，活塞桿伸出時(shí)松開工件。B缸為長臂伸縮缸，可實(shí)現(xiàn)伸出和縮回動(dòng)作。C缸為立柱升降缸。D缸為立柱回轉(zhuǎn)缸，該氣缸有兩個(gè)活塞，分別裝在帶齒條的活塞桿兩頭，齒條的往復(fù)

圖2

運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)立柱上的齒輪旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)立柱及長臂的回轉(zhuǎn)。

（1）工作程序 該氣動(dòng)機(jī)械手的控制要求是；手動(dòng)啟動(dòng)后，能從第一個(gè)動(dòng)作開始自動(dòng)延續(xù)到最后一個(gè)動(dòng)作。其要求的動(dòng)作程序仍為；啟動(dòng)—立柱下降—伸臂—夾緊工件—縮臂—立柱正轉(zhuǎn)—立柱上升—放開工件—立柱反轉(zhuǎn)—回到啟動(dòng)位置。

（2）性能分析。

氣液機(jī)械手的升降和轉(zhuǎn)動(dòng)由液壓缸完成，夾緊爪部分由氣缸A控制。利用氣體的可壓縮性，當(dāng)缸體位移較小時(shí)，氣體可以彭脹，使爪能夠夾柱零件，當(dāng)缸體位移較大時(shí)，氣體受到壓縮，導(dǎo)制機(jī)械爪夾持工件的力增大，只要夾緊力不是過大，則由氣體變形而使夾爪的位移適當(dāng)，能夠正確夾持零件而不致于損壞夾爪或零件，而液壓缸B的伸縮長度可以在一個(gè)小范圍內(nèi)銷有變化，可以保證可靠夾持零件。對(duì)于升降液壓泵和轉(zhuǎn)動(dòng)（也可作成移動(dòng)）液壓缸，則只要控制升降的精度及轉(zhuǎn)角，就可以將零件放到正確位置，這些工作液壓系統(tǒng)都可以準(zhǔn)確做到。

（3）以上分析表明，氣液傳動(dòng)機(jī)械手的優(yōu)點(diǎn)是夾持力可以由氣體性質(zhì)而在一定范圍變化，使得氣液機(jī)械手的夾持具有智能性，就象人手一樣，力大或小一些都無大關(guān)系。因此，在現(xiàn)代化大規(guī)模自動(dòng)生產(chǎn)線上，氣液組合式機(jī)械手得到更加廣泛的壓用。