1.5 资料要点,叙述问题
这套系统采用3自由度并联机构加一个旋转实现4个自由度,需要有位置和速度控制,整套系统需要较快的相应和位置精度。完成并联机构的模型建立和动力学分析是这项设计的难点。要满足较高的加速度要求和动作精度,对于电动缸有不小的要求,既要推力大速度快,又要惯量小停的快。
3课题重点要点难点分析
3.1 课题重点
这套给料机器系统采用气动输送联合电机的翻转,为了满足能够实现炒各种各样菜肴,不同的食材反应对应不同的给料顺序即定位的需求。需要有准确的位置和速度控制,整套系统需要较快的相应和位置精度这点事翻转机构的重要要求。整套系统应该结构紧凑、工作安全可靠,干净卫生、噪声小也在要求之中。
4 初步方案的分析
图3 初步方案示意
本方案主要目:的是实现5个料盒的输送及定位,然后用翻转机构进行翻转使料盒中的料倒进锅内。A表示无杆气缸的往复运动,在竖直方向上无杆气缸带动C平板再带动阴影方块即料盒,在设置好的气动回路做匀速往复运动,B表示翻转电机由翻转杆转向中心轴带动D插板,从而带动阴影方块即料盒做翻转动作,进而将料盒中的调料精准倒入锅中。完成整套给料动作。
4.1 装置的分段分析
给料装置中的无杆气缸的滑块与平板用螺栓紧固
图4 无杆气缸滑块与平板的固定
然后由滑块带动平板C动作,平板上的料盒随之运动。
料盒以及插板:
图5 料盒插槽及插板
料盒下面设有插槽与插板配合,平板近末端链接翻转机构,由电机带动翻转机构再带动平板、料盒做翻转运动。
定位设计:
图6 弹簧定位方法
在料盒插槽板下设有得电可以上跳的卡块,用以定位。
翻转机构:
图7 电机带动转杆及插板
由电机带动转杆,转杆带动方杆。方杆连接插片进而带动做翻转运动。
方案2
方案2的翻转机构依然采用电机带动转杆转动,这里不再讨论。相比之下,定位方法有所不同。方案2采用的定位方法是使用德国AIRTEC的无杆气缸,利用带滑齿的导轨的无杆气缸,从而实现的精准定位。
图8 带滑齿的导轨的无杆气缸
那么,相对而言我们只要进行滑齿的寿命计算,以及承载载荷、额定承载载荷,就可以确定能否使用。这种方法可能更加合理,更具有可行性。
综上所述,方案2的定位方法可能更加可取。
4.2 控制系统
气缸控制
无杆气缸气动控制回路
(1)气动回路中,快速排气阀的作用是,当二位五通电磁阀换位,控制无杆气缸前行时,无杆气缸前腔的气体通过快速排气阀排出,不会引起气控二位五通阀的换位,使定位气缸误动作。而当无杆气缸后退时,排气阀不起作用,控制无杆气缸后退的压缩空气同时使得气控二位五通阀换位,使定位气缸回缩。
(2)气动回路中,二位三通阀是可通式的,当无杆气缸前行时,碰动二位三通阀,二位三通阀起作用换向(即气路接通),控制气控二位五通阀换向,使得定位气缸伸出,当无杆气缸从最后一个工位回到原始位置过程中碰动二位三通阀,时它不起作用(即不换向),不会引起定位气缸的伸出。