1噸重負載上下料機器人
2010/5/21 0:00:00
在大型臥車，大型龍門刨和大型加工中心等設備上料時，其毛坯件通常是幾百公斤重，有的要上頓重。還有大型電機殼體，減速機殼體，發(fā)動機殼體等的搬運也很費時，費力。無論是機加工上下料，侵漆，清洗等工序間搬運都是非常費時，費力，這直接影響了工作效率。這類大型零部件的搬運在歐美早已采用大型龍門式機器人來搬運。幾年前我公司為一德國企業(yè)設計加工了一臺350公斤重零件侵漆機器人，運行一直平穩(wěn)高效，用戶對此比較滿意。我公司還給其它企業(yè)設計了500公斤重鋼軸上下料（臥車）機器人。結合德國百格拉公司機器人的實際經(jīng)驗和指導我們可以設計建造重達5000公斤重工件的搬運機器人。本文以500公斤重鋼軸上下料（臥車）機器人為例來介紹，其它負載重量搬運機器人的設計相似，只是選型上的區(qū)別而已，有類似的需求請與我們聯(lián)系，我們會給您提供詳細的方案及理論分析。
一機器人結構說明
1其本要求
鋼軸重約500kg，長約2000mm, 放置在臥車后面的料架上。要求機器手把料架上的鋼軸抓起來，放置在前面臥車的兩個支撐架上，把加工完的鋼軸抓起來，放在車床前面的放料架上。為此選擇一個水平運動軸（X軸）和上下運動軸（Z軸）的二維XZ機器人。根據(jù)兩個料架高度，車床中心高度及他們間前后距離要求機器手的有效行程為6000*1000mm。圖1是機器人及車床的示意圖。
運行速度：Z軸平均速度為每分鐘20米，最高運行速度為每分鐘30米。X軸平均速度為每分鐘30米，最高運行速度為每分鐘35米。
2 機器人整體結構
圖1是XZ二維機器人結構示意圖，本機器人的設計在借鑒了三家德國大負載機器人和西班牙一公司專用鋼軸上下料機器人基礎上給出的設計方案之一。
Z軸結構：
Z軸采用雙100*100*6mm雙鋼柱結構。兩個鋼柱間距是600mm, 用鋁板連接起來形成一個，120*800mm(寬度*長度)的加強型結構。其有效行程可以按要求在600~1600mm可選。Z軸采用雙直線導軌結構及單齒輪齒條傳動方法。
X軸結構：
X軸采用雙梁結構（類同天吊的橫梁）。每根梁采用橫截面為200*200*8mm(寬度*長度*臂厚)的加強型橫梁結構。其有效行程可以按要求在6000~12000mm可選。X軸采用雙直線導軌結構及雙邊齒輪齒條同步傳動方法。
這里X軸和Z軸均采用進口高速大負載直線運動導軌和高速大負載齒輪齒條運動傳動結構。
3 機器人支架結構
整體支架采用龍門式，兩根立柱計劃采用300*300*10mm。兩根立柱采用地腳可調(diào)結構來進行垂直度的調(diào)整。兩根立柱間距要看現(xiàn)場上下料要求來定。
4 上料架說明：
由于要加工的工件是鋼軸，其尺寸大約為2300*200mm, 重達500公斤，所有或采用天吊和插車類搬運到上料架上，或采用傳送帶運輸。這里按采用傳送帶運輸方式考慮，要求鋼軸滾動到最后有擋位處，保證鋼軸與車床卡盤軸心平行。鋼軸在傳送帶的最后位置可以有小的左右位置誤差，但要很小。這樣機器手抓取鋼軸，提升（Z軸），水平運動（X軸）到車床卡盤軸心上方后，Z軸再下降直到車床上兩個支撐軸上。
5 下料架說明：
下料架與用戶對加工完的鋼軸運輸方式有關，我們這里假設采用鋼軸靠自身重力滾動傳送方式。機器人抓取鋼軸后，提升（Z軸）到一定高度后，水平運動（X軸）到下料架上方后，Z軸再下降直到鋼軸放到下料架上。
6 手爪說明
手爪選用德國Sommer-Automation 公司的，它為歐洲很多家提供各種專用手爪。我們采取與歐洲企業(yè)所用相同的火車鋼軸抓取手爪，保證技術上成熟，使用穩(wěn)定可靠。
7 直線導軌選型
我們選擇日本THK公司高速導軌。這里X軸和Z軸都選擇SHS45LV型號，單個滑塊時導軌的最大動態(tài)載荷為10000GK, 當兩個滑塊剛性連接時其最大動態(tài)載荷為50000GK。本項目每根高速導軌上采用四個滑塊，并剛性連接。這樣兩根SHS45LV型號導軌及八個滑塊完全能勝任最大動態(tài)載荷為1000公斤負載時的高速運動，高速加速和減速。
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