某自動(dòng)上下料機(jī)器人的方案設(shè)計(jì)案例1.1 設(shè)計(jì)的要求 設(shè)計(jì)一款鍵合機(jī)自動(dòng)上下料機(jī)器人，來(lái)替代人工來(lái)上下料，從而減少勞動(dòng)強(qiáng)度。防止工人因溫度而燙傷。1.2鍵合機(jī)的概述及工作原理 全自動(dòng)引線楔焊鍵合機(jī)是集機(jī)、電、光為一體的自動(dòng)化設(shè)備，借助自動(dòng)送絲機(jī)構(gòu)，利用加溫、超聲、加壓的方式，以金絲當(dāng)做互連介質(zhì)，完成基板與芯片之間的引線鍵合，實(shí)現(xiàn)電氣互連功能。其加熱爐臺(tái)要達(dá)到重量適中，移動(dòng)順滑，接地良好，加熱穩(wěn)定尤其重要。鋼絲粘接是采用加熱、加壓和超聲波原理等焊接方法，通過(guò)焊接對(duì)表面的氧化層造成損傷和污染，從而產(chǎn)生塑性變形，使與焊接表面緊密接觸導(dǎo)致之間的重力范圍，并引起界面原子之間的擴(kuò)散而形成焊縫。常用的鍵合方式有三種:熱鍵合、超聲波鍵合和熱鍵合。鍵合機(jī)的結(jié)構(gòu)圖如下圖所示：圖1.1鍵合機(jī)1.3自動(dòng)上下料機(jī)器人的自由度與座標(biāo)型式對(duì)于機(jī)械手來(lái)說(shuō)，在其上下料時(shí)，其運(yùn)動(dòng)包括收縮、回轉(zhuǎn)、升降等，故其采用圓柱式坐標(biāo)，三個(gè)自由度方向與機(jī)械手對(duì)應(yīng)，在升降過(guò)程中，手臂會(huì)出現(xiàn)行程小的情況，因此，給機(jī)械手需要加入擺動(dòng)裝置，使其能夠較好的完成上下擺動(dòng)的運(yùn)動(dòng)效果。圖1.2機(jī)械手示意圖1.4自動(dòng)上下料機(jī)器人手臂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案 設(shè)計(jì)的主要目的是圍繞其通用性更好，可將結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成為可以進(jìn)行更換的機(jī)械手的手部結(jié)構(gòu)，主要用兩種方式：使用氣流負(fù)壓式吸盤(pán)和使用夾持式手部。1.5自動(dòng)上下料機(jī)器人手臂與手腕結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案 機(jī)械手的通用性需要被考慮進(jìn)來(lái)，被抓取工件，其功能是水平放置，基于這一情況，可優(yōu)先選擇可回轉(zhuǎn)的手腕結(jié)構(gòu)，機(jī)構(gòu)為回轉(zhuǎn)氣缸。1.6自動(dòng)上下料機(jī)器人驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)方案 本次機(jī)械手設(shè)計(jì)選用氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)，因?yàn)槠浞磻?yīng)靈敏，動(dòng)作靈活，具有較小的泄露和損失，成本較低，經(jīng)濟(jì)性高。1.7自動(dòng)上下料機(jī)器人控制設(shè)計(jì)方案 機(jī)械手的通用性能要高，并且需要點(diǎn)位控制，可采用程序控制器（），進(jìn)行編程從而控制機(jī)械手。動(dòng)作的相應(yīng)流程發(fā)生變化時(shí)，需要將程序進(jìn)行修改即可，操作上簡(jiǎn)便，可行性強(qiáng)。1.8自動(dòng)上下料機(jī)器人主要參數(shù) 上下料機(jī)器人結(jié)構(gòu)如下圖所示圖1.3自動(dòng)上下料機(jī)器人結(jié)構(gòu)1機(jī)械手的最大抓取重量是其主要技術(shù)指標(biāo)。因?yàn)槭菤鈩?dòng)驅(qū)動(dòng)，所以物體不應(yīng)該太重2對(duì)于機(jī)械手來(lái)說(shuō)，其主要基本參數(shù)是速度。在設(shè)計(jì)時(shí)，如果速度較低，會(huì)使機(jī)械手的活動(dòng)范圍受到限制。機(jī)械手的速度主要是受到機(jī)械臂的伸縮和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度影響。在設(shè)計(jì)機(jī)械手時(shí)，其最大轉(zhuǎn)向速度為，平均轉(zhuǎn)彎速度為，平均移動(dòng)速度為，最大運(yùn)動(dòng)速度設(shè)計(jì)為1.0m/s，在啟動(dòng)機(jī)械手后，其運(yùn)動(dòng)過(guò)程有啟動(dòng)、停止、加速、減速等情況，因此，用速度行程曲線來(lái)表示整個(gè)速度是較為合理的，也更能夠說(shuō)明問(wèn)題，而行程又與平均速度密不可分，用平均速度表示速度特性更加合理，除了上述所說(shuō)的速度參數(shù)外，在對(duì)伸縮臂進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，還要對(duì)其工作半徑、基本參數(shù)、伸縮行程等參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。大多數(shù)的設(shè)計(jì)都像人類站著或坐著，輕輕地移動(dòng)。過(guò)大工作半徑的和伸縮行程必定會(huì)降低剛度，增加偏置力矩。在這種情況下，自動(dòng)傳動(dòng)裝置成了我們的優(yōu)選。經(jīng)統(tǒng)計(jì)可知，最大工作半徑約為1200mm的機(jī)械臂伸縮行程設(shè)定為500mm。設(shè)置手臂提升行程100m。用途將產(chǎn)品自動(dòng)進(jìn)行運(yùn)輸，送到鍵合機(jī)，可進(jìn)行上下料。二、機(jī)械手技術(shù)參數(shù)設(shè)計(jì)：1最大工作半徑：1700mm2、座標(biāo)型式：圓柱座標(biāo)3、自由度數(shù)：3個(gè)4、抓重：5kg5、手臂最大中心高：800mm6、7、8、手臂運(yùn)動(dòng)參數(shù)回轉(zhuǎn)范圍：0-360回轉(zhuǎn)