基于液壓系統(tǒng)的電機轉(zhuǎn)子壓鑄機卸料機械手的設(shè)計

1、西安工程大學(xué)學(xué)報Journal of Xi an Polytechnic University第22卷第6期(總94期文章編號:16712850X (2008 06207632042008年12月Vol. 22,No. 6(Sum. No. 94 1, 陜西西安710048;2. 西安工程技術(shù)學(xué)院, 陜西西安710061摘要:針對電機轉(zhuǎn)子壓鑄機轉(zhuǎn)子卸料工藝過程中流程慢、效率低、勞動強度大和安全性差等問題, 設(shè)計了卸料機械手. 給出了機械及液壓系統(tǒng)的工作原理和結(jié)構(gòu)組成, 實現(xiàn)了電機轉(zhuǎn)子整個生產(chǎn)過程的機械自動化.關(guān)鍵詞:電機轉(zhuǎn)子; 壓鑄機; 液壓系統(tǒng); 機械手中圖分類號:T H 137. 9文獻標

2、識碼:A0引言電機轉(zhuǎn)子是電機的重要部件, 轉(zhuǎn)子的制造工藝是電機生產(chǎn)過程最為重要的環(huán)節(jié), 直接影響電機的生產(chǎn)效能和制造成本. 壓鑄后的電機轉(zhuǎn)子質(zhì)量大、溫度高, 傳統(tǒng)的人工卸料工藝流程慢、效率低、勞動強度大、安全性差, 嚴重制約電機的現(xiàn)代化生產(chǎn)規(guī)模. 卸料機械手是模仿人的手部動作, 按給定程序、軌跡和要求實現(xiàn)自動抓取、搬運和操作的機械裝置. 在高溫、高壓、危險、易燃、易爆、放射性等惡劣環(huán)境, 以及笨重、單調(diào)、頻繁的操作中, 代替了人的工作, 從而實現(xiàn)電機轉(zhuǎn)子制造過程全流程機械化生產(chǎn)122.1卸料機械手工作過程分析圓柱坐標型機械手結(jié)構(gòu)簡單緊湊, 定位精度較高, 占地面積小, 因此卸料機械手采用圓柱坐

3、標型. 為了滿足機械手卸料工藝要求, 機械手具有4個自由度, 即手爪張合、手臂伸縮、機械手回轉(zhuǎn)、機械手升降. 采用一個直線液壓缸, 通過齒輪齒條機構(gòu)運動實現(xiàn)手爪張合; 采用直線缸實現(xiàn)手臂的伸縮; 采用一個直線缸, 通過齒輪齒條機構(gòu)運動實現(xiàn)機械手的回轉(zhuǎn); 采用直線缸實現(xiàn)機械手的升降3.驅(qū)動機構(gòu)是工業(yè)機械手的重要組成部分, 根據(jù)動力源的不同, 工業(yè)機械手的驅(qū)動機構(gòu)大致可分為液壓、氣動、電動和機械驅(qū)動等4類. 采用液壓機構(gòu)驅(qū)動機械手, 具有結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、質(zhì)量輕、控制方便、驅(qū)動力大等優(yōu)點. 因此, 機械手的驅(qū)動方案選擇液壓驅(qū)動.機械手各個工作環(huán)節(jié)的運動和動力性能要求高, 根據(jù)液壓傳動的特點, 設(shè)

4、計一液壓系統(tǒng)完全可以滿足其整個工藝過程的各種需要, 同時液壓系統(tǒng)的應(yīng)用, 實現(xiàn)機、液、電聯(lián)合控制, 為整個工藝過程實現(xiàn)機械化生產(chǎn)提供了保證4.壓鑄機壓鑄完成后的電機轉(zhuǎn)子如圖1所示. 經(jīng)過對電機轉(zhuǎn)子卸料機械手卸料過程分析, 卸料機械手卸收稿日期:2008210212通訊作者:周宗團(19642 , 男, 陜西省乾縣人, 西安工程大學(xué)副教授, 主要從事機械設(shè)計與數(shù)學(xué)與科研工作. E 2mail :zhouzongtuan 764西安工程大學(xué)學(xué)報第22卷料工藝過程分機械手回轉(zhuǎn)、前伸到位, 手指通過夾緊油缸夾緊電機轉(zhuǎn)子, 手臂伸縮油缸抬升手臂將電機轉(zhuǎn)子脫離工位; 機械手在直線油缸的作用下, 通過齒輪齒

5、條機構(gòu)回轉(zhuǎn)到位; 機械手在升降油缸的作用下, 下降到位; 手指松開電機轉(zhuǎn)子, 手臂抬升完成卸料; 機械手在升降油缸的作用下上升, 在回轉(zhuǎn)油缸的作用下, 回轉(zhuǎn)到位. 至此, 機械手完成一個電機轉(zhuǎn)子卸料的全過程, 準備下一個卸料工作, 卸料機械手工作過程動作循環(huán)如圖2所示5.經(jīng)過分析卸料機械手各工藝流程, 并根據(jù)圖2機械手工作循環(huán)圖, 設(shè)計了卸料機械手液壓系統(tǒng)原理圖, 如圖3. 油泵向系統(tǒng)供油, 系統(tǒng)壓力由電磁溢流閥4調(diào)定, 構(gòu)的分油路的壓力分別由減壓閥調(diào)整61壓鑄完成后的電機轉(zhuǎn)子22. 1 圖2機械手工作循環(huán)圖油泵空載啟動后,7CT 帶電, 油泵加載, 液壓系統(tǒng)進入工作狀態(tài).(1 手指夾緊電機轉(zhuǎn)

6、子電磁換向閥6左位通油, 壓力油進入夾緊油缸有桿腔, 活塞桿右行, 通過活塞桿上的齒條與手指上的扇形齒輪相嚙合, 手指夾緊工件(電機轉(zhuǎn)子 .(2 機械手手臂抬升2C T 帶電, 三位四通電磁換向閥8換至左位, 壓力油進入機械手手臂伸縮油缸無桿腔, 活塞桿上行, 完成手臂抬升, 工件脫離工位.(3 械手回轉(zhuǎn)到位6C T 帶電, 電磁換向閥20換至右位, 壓力油進入機械手轉(zhuǎn)位油缸有桿腔, 活塞桿左行, 通過活塞桿上的齒條與機身上的齒輪相嚙合傳動使機械手回轉(zhuǎn)到位. (4 機械手機身下降5C T 帶電, 三位四通電磁換向閥12換至右位, 壓力油進入機械手手臂伸縮油缸有桿腔, 活塞桿下行, 完成機械手的

7、下降. (5 手指松開工件1C T 帶電, 電磁換向閥右位通油, 壓力油進入夾緊油缸無桿腔, 活塞桿左行, 通過活塞桿上的齒條與手指上的扇形齒輪相嚙合, 手指松開工件. (6 機械手上升脫離工件4CT 帶電, 三位四通電磁換向閥12換至左位, 壓力油進入機械手升降油缸無桿腔, 活塞桿上行, 完成機械手的上升.(7 機械手手臂回縮3C T 帶電, 三位四通電磁換向閥8換至右位, 壓力油進入機械手手臂伸縮油缸有桿腔, 活塞桿下行, 完成手臂回縮.(8 機械手反向回轉(zhuǎn)到位6CT 失電, 電磁換向閥20換至左位, 壓力油進入機械手轉(zhuǎn)位油缸無桿腔, 活塞桿右行, 通過活塞桿上的齒條與機身上的齒輪相嚙合傳

8、動使機械手反向回轉(zhuǎn)到位. (9 機械手手臂前伸2C T 帶電, 三位四通電磁換向閥8換至左位, 壓力油進入機械手手臂伸縮油缸無桿腔, 活塞桿上行, 完成手臂抬升, 使機械手手指到位至夾緊位置, 準備下一個夾緊動作.電磁鐵動作順序表如表1所示. 第6期基于液壓系統(tǒng)的電機轉(zhuǎn)子壓鑄機卸料機械手的設(shè)計765圖3卸料機械手液壓系統(tǒng)原理圖1濾油器;2油泵;3單向閥;4電磁溢流閥;5減壓閥;6二位四通電磁換向閥;7機械手夾緊油缸;8三位四通換向電磁閥;9單向調(diào)速閥;10機械手伸縮油缸;11單向調(diào)速閥;12三位四通換向電磁閥;13單向調(diào)速閥;14直控平衡閥;15機械手升降油缸;16機械手機身轉(zhuǎn)位油缸;17機械

9、手立柱;18,19單向調(diào)速閥;20二位四通換向電磁閥.表1電磁鐵動作順序表動作1CT2CT -+-+3CT -+-4CT -+-5CT -+-6CT -+-7CT -+電磁鐵機械手空載啟動手指夾緊工件機械手手臂抬升機械手回轉(zhuǎn)到位機械手機身下降手指松開工件機械手上升脫離工件機械手手臂回縮機械手反向回轉(zhuǎn)到位機械手手臂前伸-+注“:+”表示帶電“; -”表示失電.2. 2機床液壓系統(tǒng)的特點(1 在主油路中, 使用電磁溢流閥, 可以使系統(tǒng)非常方便可靠地實現(xiàn)空載啟動.(2 機械手手指夾緊與松開采用活塞桿齒條與手指扇形齒輪相嚙合傳動的形式來實現(xiàn), 安全可靠,而且通過減壓閥的調(diào)整, 可以方便地調(diào)節(jié)手指夾緊力

10、的大小. (3 機械手機身的轉(zhuǎn)位通過油缸活塞桿齒條與機身上的齒輪相嚙合傳動完成, 因此可以實現(xiàn)無級調(diào)速. (4 機械手升降油缸由直控平衡閥14組成的平衡回路使得機械手下行時, 有一定的背壓, 以平衡活塞等零件的自重, 能使機械手在運動時可以停留在某一位置, 實現(xiàn)點動作.(5 液壓系統(tǒng)的動作順序均可按電磁鐵動作順序表由數(shù)控系統(tǒng)的PC 控制, 全程可實現(xiàn)自動化操作7. 電機轉(zhuǎn)子卸料機械手正是利用液壓系統(tǒng)的特點, 完成了該機器一系列較為復(fù)雜的動作, 提高了電機轉(zhuǎn)子的制造工藝水平.3結(jié)束語卸料機械手的設(shè)計, 實現(xiàn)了電機轉(zhuǎn)子卸料全部工藝的機械化生產(chǎn), 改變我國電機行業(yè)長期以來電機轉(zhuǎn)766西安工程大學(xué)學(xué)報

11、第22卷子傳統(tǒng)落后的制造工藝過程. 對提高生產(chǎn)效率, 降低生產(chǎn)成本, 改善工人的工作環(huán)境和勞動強度, 都有著十分重要的現(xiàn)實意義. 參考文獻:1黃凱強, 項立琴. SIMD TIOND425在接箍上下料機械手的應(yīng)用J.機械工程,2008,163(25 :65266. 2叢明, 徐曉飛, 楊明生, 等. 玻璃基板搬運機器人的設(shè)計J.組合機床與自動化加工技術(shù),2008(10 :23225. 3范印越. 機器人技術(shù)M .北京:電子工業(yè)出版社. 1988:32.4叢海鷹, 毛承志, 劉北英. 吸盤式上下板料機械手關(guān)鍵結(jié)構(gòu)設(shè)計J.機械制造及自動化,2008(3 :76277. 5趙大興, 周小明, 李九靈

12、. 集裝箱噴漆機械手工作空間分析與仿真J.機械設(shè)計化,2008,25(2 :156周宗團. 1000kN 電機轉(zhuǎn)子壓鑄機的研究與應(yīng)用J.,2004 7楊永平. 液壓與氣動技術(shù)基礎(chǔ)M .北京:機械工業(yè)出版社,1998m anipulator m achine for motor rotorZ HOU Zong 2t uan , DU Peng12(1. School of Mechanical &Electrical Engineering , Xi an Ploytechnic University ,Xi an 710048,China ;2. Xi an Institute of

13、Engineering and Technology ,Xi an 710061,China Abstract :Aiming at t he p ro blems of present unloading process of diecasting machine for motor rotor , such as slow in circuit , inefficiency ,large in intensity of labour and unsafe , t he manip ulator on diecasting machine for motor rotor is designe

14、d. The st rut ure and t he p rincipe of mechanism and hydraulic system are p resented. The whole p rocess of motor rotor is completed ,and t he whole flow of automatic p roduc 2tion is realized.K ey w ords :motor rotor ; diecasting machine ; hydraulic system ; manip ulator編輯、校對:武暉紡織專利信息(專利名稱:用含有有機硅樹脂的乳液處理紡織品專利申請?zhí)?CN200580007953. X 公開號:CN1930341申請日:2005202204公開日:2007203214申請人:美國陶氏康寧公司通過基于纖維、紡織品或皮革的質(zhì)量, 施加質(zhì)量分數(shù)