簡述軸類工件搬運(yùn)手爪兼容性設(shè)計(jì)

高明磊

摘 要 加工裝配過程中的工件轉(zhuǎn)運(yùn)占用了大量生產(chǎn)時(shí)間，不專業(yè)的吊具可能導(dǎo)致工件的磕碰并增加操作人員的危險(xiǎn)性，機(jī)器人可完全替代人工來完成重復(fù)性、危險(xiǎn)性、煩瑣的搬運(yùn)工作。本文提出兩種抓取軸類工件的兼容性手爪設(shè)計(jì)方案，并分析利弊，總結(jié)優(yōu)選方案。

關(guān)鍵詞 機(jī)器人;手爪;兼容;軸

引言

隨著機(jī)器人技術(shù)的普及，各行各業(yè)都在擴(kuò)展機(jī)器人應(yīng)用環(huán)境。成熟的技術(shù)、可靠的解決方案使機(jī)器人應(yīng)用前景更加廣闊。本文設(shè)計(jì)了軸類工件的搬運(yùn)手爪，可兼容不同直徑及長度，依靠視覺引導(dǎo)，可穩(wěn)定可靠的完成搬運(yùn)工作。

1 手爪設(shè)計(jì)

手爪兼容范圍受手爪外形尺寸限制，為了適應(yīng)更大范圍的工件，本文設(shè)計(jì)了一套手爪，每種手爪可適應(yīng)一段范圍，用自動(dòng)換手盤進(jìn)行更換工作。為了兼容更多尺寸產(chǎn)品，動(dòng)力采用伺服電機(jī)，但是換手需考慮伺服電機(jī)的安裝位置，本文提出兩種設(shè)計(jì)方案，分別進(jìn)行闡述。

1.1 方案1

1.2 方案2

手爪夾取動(dòng)力安裝在工件側(cè)，直接驅(qū)動(dòng)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，減少扭矩傳遞機(jī)構(gòu)部及傘齒輪傳動(dòng)等部分，傳動(dòng)效率2786800.png提高至90%;更換工件側(cè)手爪時(shí)，伺服電機(jī)需進(jìn)行更換，其余原理與方案1相同，此處伺服電機(jī)及絲杠的計(jì)算校核同上，計(jì)算得出可選用功率為1.0kW的伺服電機(jī)[1]。

2 方案對(duì)比

2.1 穩(wěn)定性

穩(wěn)定性分為結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及控制穩(wěn)定性。方案1整套手爪共用1套動(dòng)力，動(dòng)力及信號(hào)線纜不用通過換手盤對(duì)接，傳輸信號(hào)穩(wěn)定性要高于方案2通過換手盤對(duì)接電纜的形式;但是方案1的動(dòng)力傳遞需要通過矩形花鍵及花鍵轂的插入配合來實(shí)現(xiàn)，結(jié)構(gòu)不如方案2的直聯(lián)方式穩(wěn)定。

2.2 經(jīng)濟(jì)性

經(jīng)濟(jì)性分為硬件成本及人工成本。方案1整套手爪共用1套動(dòng)力，相比方案2會(huì)節(jié)省多套伺服電機(jī)及減速機(jī)，但是由于扭矩需要對(duì)接傳遞，機(jī)構(gòu)復(fù)雜，在裝配調(diào)試時(shí)間上會(huì)加長。

3 結(jié)束語

基于兩種方案對(duì)比，兼顧穩(wěn)定性與經(jīng)濟(jì)性，方案1更適合兼容性手爪設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的提高可以通過加工精度來保證，裝配調(diào)試可以通過增加人工來解決，但是整體投入要遠(yuǎn)小于方案2的伺服電機(jī)成本，并且將來需要擴(kuò)展手爪時(shí)，方案1成本要遠(yuǎn)低于方案2。

參考文獻(xiàn)

[1] 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì).機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007：51.