重型空氣凈化器組裝線自動下線裝置目錄TOC\o"1-2"\h\u21897重型空氣凈化器組裝線自動下線裝置 121668引言 130520一、總體方案設(shè)計(jì) 217022二、自動機(jī)械節(jié)拍的自動控制設(shè)計(jì)。 220378三、電氣式助力機(jī)械手設(shè)計(jì)。 3944三、結(jié)論。 5摘要：針對河南新雨公司重型空氣凈化器產(chǎn)品的自動化生產(chǎn)存在的下料體積太大，需要助力機(jī)械手下線的問題，導(dǎo)致好費(fèi)時間、生產(chǎn)效率低的情況，設(shè)計(jì)了一種全自動化的下線搬運(yùn)裝置，來完成重型空氣凈化器的下線任務(wù)。本文介紹了裝置的整體工作流程和原理，并對其中關(guān)鍵組件的設(shè)計(jì)進(jìn)行了闡述。在實(shí)際生產(chǎn)中，該機(jī)構(gòu)能夠正確地完成對重型空氣凈化器的搬運(yùn)、運(yùn)輸任務(wù)。關(guān)鍵詞：組裝線，自動化，下線引言自動化生產(chǎn)線是企業(yè)提高效率的關(guān)鍵，生產(chǎn)線自動化的質(zhì)量、速度的好壞是提高產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)。河南新雨公司需要自動組裝空氣凈化器生產(chǎn)線是，組裝大功率空氣凈化器，公司常規(guī)組裝線工件小、重量輕，常規(guī)組裝工件都是在50KG左右，而這次大功率空氣凈化器體型大、質(zhì)量重、個體高，高度有的超過1.5m，重200KG，是原來的四倍。這導(dǎo)致了大件組裝出現(xiàn)組裝難問題。而且組裝完成后因工件太重，下線十分困難。進(jìn)而導(dǎo)致生產(chǎn)效率低下、交貨期長等問題，難以滿足產(chǎn)量的需求。而如果使用機(jī)器人下線，生產(chǎn)成本又太高，積壓利潤空間，導(dǎo)致產(chǎn)品銷售出現(xiàn)困難。如何借助科學(xué)的方法和手段，制定合理的目標(biāo)，對河南新雨公司手裝車間組裝線進(jìn)行優(yōu)化，解決重型空氣凈化器的下線難問題，滿足車間組裝方便快捷需求的能力是研究的主要目的。組裝線是生產(chǎn)自動化的主要體現(xiàn)部分，是其他自動化環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)的先決條件，是整個自動化生產(chǎn)過程能夠?qū)崿F(xiàn)的基礎(chǔ)。其中組裝自動化的整個傳輸環(huán)節(jié)又包括裝卸設(shè)備、運(yùn)輸系統(tǒng)和存儲設(shè)備等。本項(xiàng)目根據(jù)河南新雨公司空氣凈化器輸送下線的實(shí)際需求開發(fā)設(shè)計(jì)一款自動下線裝置，對傳輸環(huán)節(jié)中的最后一步，既成品的搬運(yùn)進(jìn)行改善?；静襟E如下：其基本步驟如下：（1）組裝線成品下線裝置的總體方案設(shè)計(jì)。（2）自動機(jī)械節(jié)拍的控制環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)。（3）電氣式助力機(jī)械手設(shè)計(jì)。一、總體方案設(shè)計(jì)采用重型倍速鏈線多工位設(shè)備，以鏈條作為牽引和載體來輸送物料工件，單段負(fù)載能力≤2200KG，運(yùn)輸能力強(qiáng)，適合重型工件和物料的負(fù)載輸送，能夠滿足重型空氣凈化器工件重達(dá)200KG重量要求。搭配提升機(jī)可組成雙層倍速鏈流水線，實(shí)現(xiàn)工件往復(fù)式輸送；輸送速度穩(wěn)定，能夠?qū)崿F(xiàn)同步輸送。開模制作重型空氣凈化器工裝板，裝配空氣凈化器的工裝板最高行程高度為1500mm。倍速鏈線多工位設(shè)備既可以作為流水線使用，也可作為材料的儲運(yùn)設(shè)備，性能可靠。這個環(huán)節(jié)帶有自動識別功能，保證在搬運(yùn)和傳送空氣凈化器的工裝板時，讓工裝板能夠按照設(shè)定好的節(jié)拍進(jìn)行前后左右全自動移動。本項(xiàng)目按照空氣凈化器裝配輸送線的實(shí)際要求，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，如圖1所示。圖1自動機(jī)械節(jié)拍的自動控制設(shè)計(jì)。抓取夾具將輸送帶上的空氣凈化器產(chǎn)成品移動到放置處的具體運(yùn)行流程如下：第一步，抓取夾具到達(dá)初始地點(diǎn)；第二步，抓取夾具下降到指定位置抓取大功率空氣凈化器產(chǎn)成品；第三步，抓取夾具上升帶動到空氣凈化器上升到指定位置；第四步，抓取夾具攜帶空氣凈化器離開流水線，前后左右移動到產(chǎn)成品放置處上方指定位置；第五步抓取夾具下降到產(chǎn)成品放置處指定位置；第六步，抓取夾具釋放機(jī)械爪，將空氣凈化器放到指定放置處；第七步，抓取夾具回到產(chǎn)成品放置處的上方指定位置；第八步，抓取夾具離開成品放置處，前后左右移動回到第一步的初始位置；再次重復(fù)這一工序。整個自動下線裝置包括以上每一步，都要按照按照規(guī)定的節(jié)拍運(yùn)行，某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)停滯，就會使整個組裝線混亂。再加上實(shí)操中電氣、氣動信號會出現(xiàn)滯后的現(xiàn)象，所以每一步的時間要符合設(shè)計(jì)要求。根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際需要，本項(xiàng)目設(shè)計(jì)，每2個工位設(shè)置1個緩沖工位，如果時間跟不上，工件可以進(jìn)入緩沖工位，然后由電器系統(tǒng)自動判斷是否需要停止緩沖，繼續(xù)運(yùn)行。三、電氣式助力機(jī)械手設(shè)計(jì)。自動電氣式助力機(jī)械手采用自下而上的設(shè)計(jì)思想，在現(xiàn)有機(jī)器的基礎(chǔ)進(jìn)行各部分的設(shè)計(jì)。采用電氣驅(qū)動式電力驅(qū)動以步進(jìn)電機(jī)，直流伺服電機(jī)（AC）為主要的驅(qū)動方式，以獲得較大的轉(zhuǎn)矩或推力[1]。電源方便、輸出力大，關(guān)節(jié)型的持重400kg，是驅(qū)動中型或者重型機(jī)械手的最佳方式。設(shè)計(jì)自動電氣式助力機(jī)械手安裝在組裝線尾部，與前面的生產(chǎn)線電器程序相連，在工件組裝完成后，機(jī)械臂對工件進(jìn)行抓取、移動、放置等一系列操作。電氣式助力機(jī)械手，使重物在提升時保持“零操作力”的狀態(tài)，可以通過簡單地推拉動作，輕松的將比較重的大功率空氣凈化器成品進(jìn)行抓握、搬運(yùn)，然后將其放置在指定位置。解決重物空氣凈化器的下線難的問題。該自動電氣式助力機(jī)械手裝備主要由機(jī)械手主機(jī)、抓取夾具（或機(jī)械手）及安裝結(jié)構(gòu)三個部分組成：（1）機(jī)械手主機(jī)實(shí)現(xiàn)工件無重力化狀態(tài)的主要裝置。包括助力機(jī)械手底座、驅(qū)動臂底座、大臂機(jī)構(gòu)、小臂機(jī)構(gòu)、手腕機(jī)構(gòu)和末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。如圖2圖2機(jī)械臂通過電機(jī)座將電機(jī)和氣壓缸連接在一起。通過組合導(dǎo)軌運(yùn)動帶動機(jī)械手臂前后移動，用電機(jī)的正反轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)械手腕部旋轉(zhuǎn)，用氣壓桿上下運(yùn)動來帶動機(jī)械手夾具張開和夾緊，對空氣凈化器進(jìn)行抓取。助力機(jī)械手的主體部分是實(shí)現(xiàn)對不同重量的工件或者成品也能精準(zhǔn)移動的基礎(chǔ)。該主體部分保證了加工工件不管是滿載還是空載，系統(tǒng)都可以檢測重量變化并保障浮動狀態(tài)[2]。自動電氣式助力機(jī)械手具有多個旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)制動裝置，實(shí)現(xiàn)在一定范圍內(nèi)跨越障礙提取工件或者成品，并將其進(jìn)行放置的任務(wù)。平衡浮動與平穩(wěn)移動等特點(diǎn)使大功率空氣凈化器可以輕松地移動搬運(yùn)。而且此項(xiàng)自動電氣式助力機(jī)械手設(shè)計(jì)，根據(jù)現(xiàn)實(shí)操作的需要，設(shè)定了保護(hù)裝置，1）配備有暫停剎車裝置，以免機(jī)械手臂在實(shí)際搬運(yùn)中出現(xiàn)時間跟不上的問題，保證機(jī)械手的運(yùn)輸過程可以隨時暫停。2）助力機(jī)械手設(shè)備配備了二聯(lián)件、單向閥和儲氣罐，為主體提供持續(xù)穩(wěn)定的電氣，當(dāng)主供源意外斷開時，提供一定的緩沖時間，保證機(jī)械手有足夠的動力完成本次空氣凈化器的運(yùn)輸卸載工作。抓取夾具，機(jī)械手主要負(fù)責(zé)工件抓取、搬運(yùn)、卸載要求的裝置。如圖3圖3抓取夾具是安裝在機(jī)械手手腕端部進(jìn)行最終夾取工件進(jìn)行相應(yīng)操作的附加裝置。抓取夾具的功能是輸送帶上的空氣凈化器工件移動到放置處。通常情況下，抓取夾具可分為搬運(yùn)用、加工用和測量用等方向。根據(jù)實(shí)際需要，本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)抓取夾具是以完成搬運(yùn)為目的。常見的機(jī)械手的結(jié)構(gòu)有機(jī)械式或吸附式。平移夾持式手部設(shè)計(jì)、回轉(zhuǎn)抓取式手部設(shè)計(jì)、分散式吸盤手部設(shè)計(jì)、集成式吸盤手部設(shè)計(jì)等[2]。結(jié)合實(shí)際的工作情況來說，當(dāng)生產(chǎn)線完成第一輪工序，機(jī)械手會收到指令，進(jìn)行夾持大功率重型空氣凈化器的動作，夾持完成后將空氣凈化器向前后左后旋轉(zhuǎn)移動至放置處。因此，機(jī)械手必須具備精確定位、抱緊功能。由于要加工的工件是重型空氣凈化器，抓握時夾具會十分不穩(wěn)，所以將機(jī)械手設(shè)計(jì)為平移夾持式手部設(shè)計(jì)。抓取并放置好空氣凈化器后，機(jī)械手會進(jìn)入等待命令。得到命令后機(jī)械手將進(jìn)行反向運(yùn)動，回到夾持位置，重新執(zhí)行抓取任務(wù)，然后再次將其放在指定的放置處，直到將所有加工完成的空氣凈化器放完為止。（3）安裝結(jié)構(gòu)則是將自動電氣式助力機(jī)械手與前面的生產(chǎn)線電器程序相連。通過以上機(jī)械手整體運(yùn)作，將重型空氣凈化器由傳送帶轉(zhuǎn)移放置到指定位置，解決重型成品難以搬運(yùn)的問題。結(jié)論。此項(xiàng)尾部設(shè)計(jì)自動電氣式助力機(jī)械手解決了重型、大件設(shè)備搬不動的問題，同時設(shè)計(jì)好工位與緩沖位置，避免出現(xiàn)時間不夠問題。助力機(jī)械手是現(xiàn)代科技的產(chǎn)物，一種新型的助力設(shè)備，有著無重力化懸浮、定位精確直觀、抱緊穩(wěn)定、操作簡單方便、安全性高、效率高等特點(diǎn)。助力機(jī)械手的正確使用對于物料和工件的運(yùn)輸、搬運(yùn)有著極大的改善。助力機(jī)械手不僅使用在自動化流水線生產(chǎn)，對于物料與工件的搬運(yùn)和安裝上。將助力機(jī)械手正確的運(yùn)用于各個需要進(jìn)行重物的搬運(yùn)轉(zhuǎn)移現(xiàn)場，對于操作員的健康安全、生產(chǎn)效率的提高、產(chǎn)品質(zhì)量的提升、勞動力的節(jié)省、成本的