项目三任务3、吸附式末端执行器.pdf

工业机器人末端执行器工业机器人末端执行器的结构与特点的结构与特点吸附式末端执行器项目三 工业机器人末端执行器的结构与特点任务三吸附式末端执行器由哪些部分组成？吸附式末端执行器的特点是什么？导入目 录学习目标知识准备任务实施主题讨论12学习目标掌握典型吸附式末端执行器的工作原理掌握典型吸附式末端执行器的结构知识目标学习目标典型吸附式末端执行器的结构及各组成部分的作用学习重点一、吸附式末端执行器概述知识准备1.吸附式末端执行器的适用范围：机器人使用的吸附式末端执行器实际上属于真空夹具这一大类，当零件材料不是黑色金属和是非磁性材料时,不可能采用磁力夹紧;如果遇到形状复杂难以夹持的工件，如各种复杂的曲面又没有其他合适的表面可用作夹紧;需要加工精度较高的薄壁零件;上述这些情况下,采用真空夹具是一种很好的选择。卧立翻转吸盘机一、吸附式末端执行器概述知识准备2.吸附式末端执行器的特点：用真空夹具夹持工件时,大多数情况下都由同一表面来用作工件的定位和夹紧。真空夹具的特点为:结构简单;夹紧力均匀分布在工件表面上;单位面积夹紧力小一般为78N(0.70.8kgf);抽出空气后有冷却作用有助于减少热变形;使用维护方便。由于航空工业中所采用的材料大都是各种铝合金,因此真空夹具较多用于飞机制造。垂直旋转吸盘机一、吸附式末端执行器概述知识准备3.真空系统的工作原理：如图所示，当起动真空泵1时,真空罐2就被抽成真空,通过控制阀4和真空吸盘(夹具)相连通就将吸盘内腔抽成了真空状态,在大气压力作用下将板状工件7吸紧在吸盘上。紧急断路开关6与机床总停开关相连锁,当真空度低于规定值时,机床紧急停止以防发生事故。工作完毕后,将控制阀4扳向另一位置和大气相通,工件就自行松开。二、吸附式末端执行器的组成知识准备1.吸附式末端执行器的基本组成：吸附式末端执行器是一款机械和气动技术一体化的产品，这类产品一般由动力源、传感器、机械结构、气动系统、执行元件组成。系统的组成部分必须无缝地协同工作,以执行其职能。对它们的选择必须考虑到工程和经济两方面。卧立翻转吸盘机二、吸附式末端执行器的组成知识准备2.动力源真空发生装置为吸附式末端执行系统的动力源装置。依据使用场合不同真空发生装置可以为多种形式：1）真空泵和真空罐组成的真空发生装置：真空泵可按需要选用标准市售产品，真空罐经常处于真空状态,用以迅速在真空夹具内腔中产生真空,其容积应为夹具内腔的1520倍。真空泵、真空罐如图所示。二、吸附式末端执行器的组成知识准备2.动力源2）压缩空气为动力的双活塞式气缸：当使用一台或数台真空夹具(即夹具中真空腔容积总量不大)时,也可不用真空泵,以压缩空气为动力的双活塞式气缸来代替。如图所示。图中,两个活塞1共同装在活塞杆2上,管接头3、4与气源相通,管接头5与真空夹具相连。夹具开始工作前,压缩空气经分配阀(图中未表示)从管接头4进人气缸B腔,活塞向上移动,将C腔中空气压入大气中。真空夹具工作时,压缩空气由管接头3进入A腔,活塞向下移动,于是C腔抽成真空。这种装置真空度低,但可满足一般要求。二、吸附式末端执行器的组成知识准备2.动力源3）真空发生器：真空发生器是利用正压气源产生负压的一种新型,高效,清洁,经济,小型的真空元器件,这使得在有压缩空气的地方,或在一个气动系统中同时需要正负压的地方获得负压变得十分容易和方便。真空发生器广泛应用在工业自动化中机械,电子,包装,印刷,塑料及机器人等领域.真空发生器的传统用途是与吸盘配合,进行各种物料的吸附,搬运,尤其适合于吸附易碎,柔软,薄的非铁,非金属材料或球型物体.在这类应用中,一个共同特点是所需的抽气量小,真空度要求不高且为间歇工作。二、吸附式末端执行器的组成知识准备3.气压传动系统1）气压传动系统的组成气压传动系统(如图所示)包括以下4个部分:气源处理部分气动控制部分执行元件部分辅助部分气压传动系统的执行元件是各种气缸。二、吸附式末端执行器的组成知识准备3.气压传动系统2）气缸的分类按压缩空气对活塞端面的作用力的方向来分：单作用式气缸气缸只有一个方向的运动是气压传动，活塞的复位靠弹簧力、自重和其他外力。双作用是气缸双作用气缸的往返运动全靠压缩空气来完成。二、吸附式末端执行器的组成知识准备4.执行元件吸附式末端执行器的执行元件主要是各种规格的吸盘及其相应的配件。真空吸盘包括两部分：吸盘和吸盘座。如图所示为吸盘、吸盘座和部分配件的配套组合。任务实施1.吸附式末端执行器的组成及结构（视频案例）1）零件名称及结构：任务实施在整个机构的装配关系中，气缸连接板和吸盘安装板是核心零件。在它们两者之间有以下三部分机构：（1）4个小型气缸组成的推送机构气缸的缸体与气缸连接板固定，活塞杆向下伸出，直接与吸盘安装板上平面接触。当向四个气缸供气时，活塞杆推出，推动吸盘安装板倾斜，以适应工件的倾斜角度，保证四个吸盘与工件上平面都紧密接触。2）分析零件的安装关系：任务实施（2）2个导向销组成的导向机构导向销上端与气缸连接板固定，销的下端插入到吸盘安装板的长形槽孔中，在吸盘安装板倾斜时起到导向作用。长形槽孔的长度方向与吸盘安装板的倾斜方向一致，以保证倾斜时导向销与吸盘安装板不会发生干涉。2）分析零件的安装关系：任务实施（3）连接轴和球面轴承组成的连接机构连接轴上端与气缸连接板固定，下端通过球面轴承与吸盘安装板的中心部位轴承座孔铰接，保证吸盘安装板能够绕球面轴承中心任意方向倾斜，以适应工件上平面的倾斜角度。由此看出，气缸连接板与吸盘安装板只是通过连接轴和球面轴承连接在一起，推送机构和导向机构不起连接作用。2）分析零件的安装关系：任务实施2.小型气缸-工作参数注：1）表中双动型即为双作用气缸；2）PT1/8为美制螺纹，大径10.242，螺距0.9413）图中气缸上端为固定端，下端为伸出端。任务实施2.小型气缸-安装方式1）前法兰FA式通过气缸前端固定螺母与法兰固定连接，法兰可以是2孔或4孔；2）底座LB式通过气缸前后固定螺母与前后底座分别固定，这种方式气缸安装最牢固；3）尾部耳环SDB式尾部通过销轴与带底座的耳环连接，气缸可以绕销轴中心摆动。本案例采用的是前法兰FA式固定方式，将小型气缸与气缸连接板固定任务实施3.真空吸盘真空吸盘包括两部分：吸盘和吸盘座吸盘由优质硅橡胶制成，具有很好的弹性，吸盘唇口能够与工件紧密贴合。吸盘主要尺寸参数（见右下图）：1）外径D2）总高H ：未吸附，自由状态下。3）唇口直径d：要小于被吸附的工件上平面尺寸。4）安装孔直径S：配合尺寸，负公差-0.50mm，小于真空吸盘座安装轴颈的外径（见下页），保证真空气密性，确保工件被吸附牢固。真空吸盘任务实施3.真空吸盘-吸盘座1）吸盘与吸盘座的配合：吸盘安装孔与吸盘座安装轴颈的配合尺寸是S（如图），两者为过盈配合。通过吸盘橡胶材料在配合部位的弹性变形，保证两者紧密贴合。任务实施3.真空吸盘-真空吸盘座2）吸盘座的结构：整个真空吸盘座部件通过其安装座和安装螺母固定在夹具的吸盘安装板上。安装座为中空套筒，吸盘座导管从中间穿过。在吸盘导管和安装座之间有缓冲弹簧，保证机器人移动距离较大时，不至于碰伤吸盘。吸盘座导管的上端是气管接头，其外缘为倒刺形状，防止连接的气管在气压作用下脱出。倒刺段下缘旋有螺母，拆下该螺母后，整个吸盘座部件可以分解。请观看微课视频：“吸附式末端执行器”任务实施讨论问题 吸附式末端执行器的结构组成？吸附式末端执行器的工作原理？主题讨论通过本节内容，使我们了解了本执行器的组成零件、零件之间的安装关系、零件的装配顺序。分析了本执行器的顶推机构、导向机构、连接机构的作用及组成。为今后的设计打下了基础。小结谢谢观看谢谢观看