No.007219 同時夾持2個工件的機械手

發布日期: 2023-12-29

No.007219 同時夾持2個工件的機械手

規格

目的?動作

  • 目的
    • 同時對臨時組裝并未固定的工件α、β進行定位和夾持。
  • 動作
    • 氣缸伸出,通過氣缸和連桿連接的外側夾具打開,帶其他支點的內側夾具通過氣缸前端的滾輪打開。氣缸縮回,滾輪脫離內側夾具,通過彈簧力夾持工件β,通過連桿連接的外側夾具關閉,夾持工件α。然后,將臨時組裝的工件α、β轉移到固定工序。

對象工件

  • 工件α
    • 形狀:轉子
    • 規格:φ40×H32mm
    • 重量:0.30kg
  • 工件β
    • 形狀:導向軸
    • 規格:φ6×H62mm
    • 重量:0.04kg

特點

規格?尺寸

  • 氣缸行程:20mm
  • 外形尺寸:D120×W50×H224mm

精度?負載

  • 所需精度:0.1mm
  • 外側夾具負載:111.5N
  • 內側夾具負載:9.41N

主要零件的選型依據

  • 為了以氣缸推力(縮回側)抬起5kg的負載,選擇安全系數為3的氣缸。
  • 內側夾具通過彈簧力而非氣缸推力進行夾緊,因此選擇可夾持工件β的彈簧。

設計要點

主要零件的計算過程

  • 根據所需工件夾緊力驗證氣缸推力和彈簧力。
  • 確認工件夾緊力
    • 條件值:工件α重量 M1=0.4kg、工件β重量 M2=0.04kg、重力加速度 g=9.8m/s2、氣缸推力(縮回時,使用空氣壓力為0.4MPa) F=118N、
      夾具A的連桿安裝角度 θ=10°、夾具A的臂支點與力點之間的距離 L1=30mm、夾具A的臂支點與作用點之間的距離 L2=90mm、
      夾具B的臂支點與彈簧之間的距離 R1=22mm、夾具B的臂支點與夾具部分之間的距離 R2=29mm、拉伸彈簧的初始張力 T=5.1N、拉伸彈簧的彈簧常數 k=1.86N/mm、夾緊時拉伸彈簧的位移量 D=3mm
      夾具A的臂數=夾具B的臂數 N=2個
    • 使用氣缸縮回側的力夾緊工件α。
      夾具A的連桿作用點的力=夾具A的夾緊力:Q1=(F/N)/tanθ×(L1/L2)=(118/2)/tan10×(30/90)=334.6×(30/90)=111.5N
    • 工件α的重量=W1=M1×g=0.4×9.8=3.92N,考慮到摩擦系數和臂數,(Q1×N)/W1=(111.5×2)/3.92=56.9倍,可夾持。
    • 使用拉伸彈簧的力夾緊工件β。
      拉伸彈簧產生的力:S=T+k×D=5.1+1.86×3=10.68N
    • 夾具B的連桿作用點的力=夾具B的夾緊力:Q2=S×(R1/R2)/N=10.68×(22/29)/2=4.05N
    • 工件β的重量=W2=M2×g=0.04×9.8=0.39N,考慮到摩擦系數和臂數,(Q2×μ×N)/W2=(4.05×2)/0.39=20.7倍,可夾持。

構造制作與設計要點

  • 使用連桿,以產生大于氣缸推力的夾緊力。
  • 定心時使用圓柱形而非球形,以降低加工費。
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