桁架機械手的結構組成和動作原理
信息來源于：互聯網 發布于：2024-07-08
近幾年來，機床行業發展很快，技術水平有了很大的提高，與國外的差距變得越來越小，尤其是加工中心機床開始引用桁架機械手后發展速度特別快。采用桁架機械手輸送的柔性加工自動線，可以大大提高數控企業的生產效率，推動由桁架式機械手輸送的柔性加工自動線向國際水準邁進。
桁架機械手主要實現機床制造過程的完全自動化，并采用了集成加工技術，適用于生產線的上下料、工件翻轉、工件轉序等。桁架機械手由主體、驅動系統和控制系統三個基本部分組成。按機器人結構分類為直角坐標型，機械手沿二維直角坐標系移動。
主體部分通常采用龍門式結構，由Y向橫梁與導軌、Z向滑枕、十字滑座、立柱、過渡連接板和基座等部分組成，Z向的直線運動皆為交流伺服電動機通過蝸輪減速器驅動齒輪與Y向橫梁、Z向滑枕上固定的齒條作滾動，驅動移動部件沿導軌快速運動。
移動部件為質量較輕的十字滑座和z向滑枕，滑枕采用由鋁合金拉制的型材。橫梁采用方鋼型材，在橫梁上安裝有導軌和齒條，通過滾輪與導軌接觸，整個機械手都懸掛在其上。
桁架機械手的控制核心通過工業控制器(如：PLC，運動控制，單片機等)實現。通過控制器對各種輸入(各種傳感器，按鈕等)信號的分析處理，做出一定的邏輯判斷后，對各個輸出元件(繼電器，電機驅動器，指示燈等)下達執行命令，完成X，Y，Z三軸之間的聯合運動，以此實現一整套的全自動作業流程。
由于桁架機械手輸送的速度快、加速度大、加減速時間短，當輸送較重的工件時，由于慣量大，伺服驅動電機要有足夠的驅動和制動的能力，支撐元件也要有足夠的剛度及強度。只有這樣，才能使伺服電動機滿足桁架機械手輸送的高響應、高剛度及高精度要求。
在選擇合適伺服電動機的情況下，根據物料運動的距離和運行節拍，計算出伺服系統的位移和軌跡，對驅動器PID參數進行動態調整。桁架機械手根據接收到的位移、速度指令，經變化、放大并調整處理后，傳遞給運動單元，通過光纖傳感器對運行狀態進行實時檢測，在高速搬運過程中，運動部件在極短的時間內到達給定的速度，并能在高速行程中瞬間準停，通過高分辨率絕對式編碼器的插補運算，控制機械誤差和測量誤差對運動精度的影響。
由于被輸送的工件不同，質量也不同，因此，桁架機械手有多種規格和系列。在選擇時，根據被輸送工件的質量，加工的節拍來選取。但機械手的手臂，夾持方式，則根據被輸送工件的形狀、結構及機床夾具定夾方式來設計。
