数控车床换料机构设计开题报告(3)

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本夹爪组采用伺服双爪式夹爪组，由二个对置之三公斤级气压夹头、一个旋转用伺服轴及底座等所组成，夹爪组可作 270 度旋转，以适用于车床及补料臂换料，且藉由伺服控制达到快速旋转换料之目的，夹头则选用三公斤级气压三爪式夹头，夹爪组如下图所示：

三爪式夹头单爪夹持能力为三公斤夹爪单边行程为 6mm ，但由于夹爪软爪与钣金及车床机构间之空间干涉问题，圆盘类工件之最大容许直径为100mm ，工件最大容许厚度为60mm。本夹爪组以四支M6 螺丝与夹爪固定块锁紧固定，夹爪组之连接部位系由三块连接板所组成，第一块连接板与其它块平行，安装时此连接板以螺丝固定于Ｃ轴，第二块与第三块连接板则藉长条孔以微调夹头位置，再由侧边以螺栓固定，因此第二、三块板可前后移动使夹爪对正主轴夹头位置。本型式夹爪组当换料时二个夹爪会绕旋转缸中心线旋转180°以完成工件位置交换，安装时连接板可调整位置，伺服轴亦可设定旋转角度。

工件检测：机械手若工件夹持不正确、工件错误，或原点碰块遭移动，以致工件凸出或机械手运动路径与原先校点时不符时，将造成机械手与车床碰撞损坏，本机能系于供料台上方加装防撞检出传感器，采用反射式光电开关作为传感器，机械手先于此检测工件后再进入车床换料，当夹爪组未夹持工件、夹持错误工件或夹持不良时，光电开关将无法感应而使机械手产生故障讯息，工件检测机构如上图所示：

顶料机构：以机械手供料时夹爪须以弹簧机构顶压工件，使工件贴紧夹头之承靠面，以维持工件尺寸精度及平行度、偏摆等几何精度，本顶料机构之长度配

合工件外形设计，而弹簧部份可因应工件大小选用适当弹性系数，以确保工件

确实贴面。

3.5驱动系统的选择

机械手常用的驱动方式有液压驱动、气压驱动、电机驱动三种驱动方式。这三种驱动方式各有所长。

1.气压驱动式机械手。

其驱动系统通常都是有气缸、气阀、气罐和空压机组成，其优点就是气源方便、动作迅速、结构简单、造价较低、维修方便。但缺点就是难以进行速度的控制，气压不可以太高，故抓举能力比较差。

2.液压驱动式机械手。

通常由液动机、伺服阀、油泵、油箱等组成驱动系统，由驱动机械手执行机构进行工作。其优点抓举能力强，结构紧凑、动作平稳、耐冲击、耐震动、防爆性好。但液压元件需要较高的制造精度和密封性能，否则会出现漏油。

3.电气驱动式机械手。

其采用步进电机，直流伺服电机为主要的驱动方式。其特点电源方便，响应快，驱动力较大，信号检测、传动、处理方便，并可采用多种灵活的控制方案。

4.机械驱动式机械手。

改类型只适用于动作固定的场合。其特点是动作确实可靠，工作速度高，成本低，但不易于调整。

液压驱动输出功率较大，控制精度较高，可无级调速，适用于重载低俗驱动，液压元件成本较高，液压介质对环境温度要求较高，且有一定的密封问题。气体驱动气体压缩性大，精度低，阻尼效果差，且低速不易控制。电机驱动输出功率较大，控制精度高，可实现高速高精度连续控制，伺服特性较好，伺服电机以与标准化，结构性能较好，噪音低，无密封问题。

机械手驱动各有优缺点，通常对机械手的驱动系统的要求有：驱动系统的质量尽量要轻，单位质量的输出功率要高，效率也要高；反应速度要快；驱动尽可能要灵活；安全可靠且维护方便；对环境无污染且尽量控制噪音影响；经济上较为合理，减少占地面积。