一種取料機械手的制作方法
【技術領域】
[0001]本技術方案涉及一種機械裝置，具體地說是一種能夠通過程序控制實現(xiàn)自動取料的機械手。
【背景技術】
[0002]機械手主要由執(zhí)行機構、驅(qū)動系統(tǒng)以及位置檢測裝置等所組成。執(zhí)行機構包括手部、手腕、手臂和立柱等部件，有的還增設行走機構。驅(qū)動系統(tǒng)是驅(qū)動執(zhí)行機構運動的的傳動裝置。常用的有液壓傳動、氣壓傳動、電力傳動和機械傳動等四種形式?？刂葡到y(tǒng)由電器控制和射流控制兩種。它支配著機械手按規(guī)定的程序運動。位置檢測裝置控制機械手執(zhí)行機構的運動位置，并隨時將執(zhí)行機構的實際位置反饋給控制系統(tǒng)，并與設定的位置進行比較，然后通過控制系統(tǒng)進行調(diào)整，從而使執(zhí)行機構以一定的精度到達設定位置。
[0003]機械手技術從誕生到現(xiàn)在，雖然只有短短三十幾年的歷史，但是它卻顯示了旺盛的生命力，機械手是提高勞動生產(chǎn)率，改善勞動條件，減輕工人勞動強度和實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動化的一個重要手段，國內(nèi)外都很重視它的應用和發(fā)展。目前國內(nèi)進行工業(yè)機械設計的很多，還都以傳統(tǒng)的設計方法為主，導致產(chǎn)品的設計周期長、成本高。不能滿足工業(yè)機械使用的季節(jié)性、工作環(huán)境的多變性和用戶要求的多樣性，不能使工業(yè)機械的設計隨著市場的需求而不斷地轉(zhuǎn)變，更無法在要求的較短周期內(nèi)，開發(fā)出新的產(chǎn)品。我國在工業(yè)機械新技術創(chuàng)新方面還很薄弱，無法適應新世紀經(jīng)濟發(fā)展的要求。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型要解決的技術問題是提供一種結構簡單，體體積小，重量輕、剛性好且傳動平穩(wěn)、精度高的取料機械手。
[0005]為了解決上述技術問題，本實用新型提供了一種取料機械手，包括機架；傳動機構；取料裝置；所述的機架設有底座，所述的底座上設有豎支架；豎支架頂部連接水平支架；所述的水平支架設有水平傳動裝置；所述的豎支架與水平支架之間以及豎支架與底座之間設有連接肋；所述的水平支架上設有沿水平支架在水平方向上移動的豎向支撐板；豎向支撐板上設有豎向傳動裝置、取料裝置；豎向傳動裝置驅(qū)動取料裝置沿豎直方向移動。
[0006]作為對本技術方案的進一步改進，所述的水平傳動裝置包括水平電機；水平電機通過聯(lián)軸器驅(qū)動水平絲杠、水平絲杠螺母；水平絲杠的通過水平軸承座、軸承連接在水平支架上；水平絲杠螺母與滑塊固定連接；滑塊的一側(cè)連接豎向支撐板，豎向支撐板與水平支架之間設有間距；水平絲杠的兩側(cè)設有與滑塊相配合的水平導軌。
[0007]作為對本技術方案的進一步改進，所述的豎向傳動裝置包括設置在豎向支撐板上的豎向驅(qū)動電機、豎向絲杠、豎向絲杠螺母；豎向絲杠螺母與料斗支撐架固定連接，料斗支撐架通過豎向滑塊、豎向滑軌固定在豎向支撐板上。
[0008]作為對本技術方案的進一步改進，所述的取料裝置設置在豎支架的底端，取料裝置設有料斗支撐架，料斗支撐架上設有料斗；料斗的上方設有料斗翻轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置；所述的料斗翻轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置包括取料電機，取料電機通過鋼性聯(lián)軸器、輸入軸驅(qū)動一對相嚙合的圓柱齒輪；圓柱齒輪轉(zhuǎn)動帶動蝸桿和蝸輪轉(zhuǎn)動，控制料斗的翻轉(zhuǎn)。
[0009]作為對本技術方案的進一步改進，所述的料斗支撐架包括兩個底部設有連接孔的側(cè)板，所述的側(cè)板之間設有橫向連接板；所述的橫向連接板與橫向連接板之間設有豎向連接板。通過設置橫向連接板與豎向連接板，可以保證側(cè)板連接料斗的穩(wěn)定性。
[0010]作為對本技術方案的進一步改進，所述的橫向連接板、豎向連接板部分設有蓋板。通過增加蓋板，可以進一步增加側(cè)板、橫向連接板、豎向連接板之間相互連接的穩(wěn)定性，保證工作過程中料斗工作的穩(wěn)定性。
[0011]作為對本技術方案的進一步改進，所述的料斗的料斗本體呈V字形，料斗本體的底部為弧形；料斗本體的出料口設有擋料凸起；料斗本體上方設有三角形的連接部，連接部的頂端設有連接孔。通過設置擋料凸起，可以防止在移動過程中料液發(fā)生晃動溢出。
[0012]機械手在工作過程中，提高動作迅速度、定位準確性，因此需要進行動力學和運動學的計算，從而進行機械手的結構設計和傳動鏈的設計。設計機械手時應考慮的因素很多，但從機械手的特點來分析有以下幾點:
[0013](I)抓重:是機械手所能抓取或搬運的最大重量。一般抓重Ikg以下的定為微型，l-5kg的定為小型，5-30kg的定為中型，30kg以上的定為大型。
[0014](2)自由度和坐標型式:自由度是機械手的每一個構件相對固定坐標系所具有的獨立運動自由度。因手指的夾放動作不能改變工件的位置和方位，故它不不計為自由度數(shù)，其它運動均計為自由度數(shù)。按機械手的不同運動形式及其組合情況，其坐標型式分為直角坐標式、圓柱坐標式、球坐標式和關節(jié)式。機械手的自由度數(shù)和坐標形式應根據(jù)機械手現(xiàn)場具體的生產(chǎn)情況和工藝的要求而定。
[0015](3)運動速度:它反應了機械手的生產(chǎn)水平，影響機械手動作快慢的主要運動是手臂的伸縮和回轉(zhuǎn)運動。手臂的運動速度大小與機械手的驅(qū)動方式、定位方式、抓重大小和行程距離有關。手臂的運動對機械手的速度影響最大，因此，手臂的運動速度應根據(jù)生產(chǎn)節(jié)拍時間長短、生產(chǎn)過程的平穩(wěn)性和定位精度等要求來確定。
[0016]工業(yè)機械手實際上可以視為由一系列關節(jié)組成，將坐標系固定在機械手的每個連桿關節(jié)處，形成了關節(jié)坐標系。機械手的位姿指的是連桿坐標系之間的位置和姿態(tài)，描述機械手位姿的方法有齊次變換法、矢量法等，齊次變換法有較直觀的幾何意義常用于解決機械手的運動學問題。
[0017]PLC (Programmable Logic Controller，可編程邏輯控制器)，它采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)與算術操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。
[0018]本技術方案的機械手根據(jù)系統(tǒng)要求選擇PLC型號為FX2N-32MR，F(xiàn)X系列PLC擁有無以匹及的速度，高級的功能邏輯選件以及定位控制等特點；FX2N是從16路到256路輸入/輸出的多種應用的選擇方案；除輸入出16-25點的獨立用途外，還可以適用于在多個基本組件間的連接，模擬控制，定位控制等特殊用途，是一套可以滿足多樣化廣泛需要的PLC ;內(nèi)置800步RAM (可輸入注釋)可使用存儲盒，最大可擴充至16K步。
[0019]豐富的軟元件應用指令中有多個可使用的簡單指令、高速處理指令、輸入過濾常數(shù)可變，中斷輸入處理，直接輸出等。便利指令數(shù)字開關的數(shù)據(jù)讀取，16位數(shù)據(jù)的讀取，矩陣輸入的讀取，7段顯示器輸出等。數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)檢索、數(shù)據(jù)排列、三角函數(shù)運算、平方根、浮點小數(shù)運算等。特殊用途、脈沖輸出(20KHZ/DC5V，KHZ/DC12V-24V)，脈寬調(diào)制，PID控制指令等。外部設備相互通信，串行數(shù)據(jù)傳送，ASCII code印刷，HEX ASCII變換，校驗碼等。時計控制內(nèi)置時鐘的數(shù)據(jù)比較、加法、減法、讀出、寫入等。
[0020]變頻器(Variable-frequency Drive，VFD)是應用變頻技術與微電子技術，通過改變電機工作電源頻率方式來控制交流電動機的電力控制設備，本實用新型通過變頻器控制電動機，本技術方案的變頻器主要由整流(交流變直流)、濾波、再次整流(直流變交流)、制動單元、驅(qū)動單元、檢測單元微處理單元等組成。通過改變電源的頻率來達到改變電源電壓的目的，根據(jù)本技術方案電機的實際需要來提供其所需要的電源電壓，進而達到節(jié)能、調(diào)速的目的。
[0021]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的有益效果在于:(1)重量輕、剛性好、慣性小的機械本體結構設計和制造技術一般采用精巧的結構設計及合理的空間布局，如把驅(qū)動電