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小型机械零件装配生产线结构设计和控制研究+PLC梯形图(4)

时间:2021-07-17 09:23来源:毕业论文
2.2 气动执行元件选型 首先确定工件的尺寸及质量,尺寸上一节已经给出。其中工件的材料为 45 钢,其密度 为 7.85g/cm3。 本科毕业设计说明书 第 7 页 工件

2.2 气动执行元件选型

首先确定工件的尺寸及质量,尺寸上一节已经给出。其中工件的材料为 45 钢,其密度ρ 为 7.85g/cm3。

本科毕业设计说明书 第 7  页

工件 1 的质量:m=ρ v=34.68g

工件 2 的质量:m=ρ v 113.29g。

(1)气动手指 气动手指通过杠杆与活塞杆连接,活塞杆活动时带动两个手指在导轨上作直线运动,从

而做到对工件的夹紧与松开[15]。需要抓取的工件外径为Φ 40mm,这要求气爪开时两指的距 离大于 40mm,闭时两指的距离小于 40mm。初步选择的是 SMC 公司的 MHZ2-40D 双作用平 行气爪。它虽然其结构小,但是夹持力大,刚度高、精度高、安装自由度高、安装重复性好 都是它的优势。

计算夹持力:n 个手指的总夹持力产生的摩擦力 nμF 必须大于工件的重力 mg,考虑到搬 送工件时的加速度及冲击力等,必须设定一个安全系数 α,故应满足

nμF>αmg

  式中 μ——摩擦系数,一般令 μ=0.1~0.2;

α——安全系数,一般令 α=4;

本次选用 2 个手指,则夹持力 F=20mg=6.86N。而 MHZ2-40D 的夹持力为 318N,所以选 择是合格的,其三维造型如图 2.3 所示。

图 2.3 气动手指

(2)伸摆气缸 伸摆气缸是将薄型气缸与摆动气缸一体化,可实现直线运动和摆动的复合运动。在系统

中它负责带动气爪做升降和回转,回转角度 90°,初步选择的是 SMC 公司的 MRQBS40-30A

伸摆气缸,其直线行程为 30mm,摆动角度为 80°~100°。

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气动手指查得质量为 1275g,工件 1 质量为 34.68g,托板质量为 722.65g。总质量可得 2032g。所需的负载 F=mg=19.9N。而 MRQBS40-30A 的允许载荷为 20N,选择合格。其三维 造型图如图 2.4 所示。

图 2.4 伸摆气缸

图 2.5 真空吸盘

(3)真空吸盘 真空吸盘是可以直接吸吊物体的元件。在这个系统中,它不仅需要吸吊工件 2,也需要

用来吸吊装配体。由于吸取的是表面平整不变形的工件,应该选择平型吸盘。它的直径由下 面公式选定。

式中 n——吸盘个数; D——吸盘直径,mm; W——吸吊物重力,N; t——安全率,水平吊 t≥4,垂直吊 t≥8; p——吸盘内的真空度,MPa。

吸盘内的真空度 p 应在真空发生器(或真空泵)的最大真空度 pv 的 63%~95%范围内选

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择,以提高真空吸着的能力,又不致使吸着相应时间过长。

本次使用的吸盘个数为 1。其中吸吊物重力应该包括工件 1 和工件 2 两部分,求得 W=mg=0.148×9.8=1.45N。由于是水平吊,t=4。最大真空度 pv 为 88KPa,取 63%可得 p=0.55MPa。 最终得 D≥11.54mm。

因此选择的是 SMC 公司的 ZP13U 吸盘。其三维造型如图 2.5 所示。

(4)回转夹紧气缸

回转夹紧气缸在系统中负责带着真空吸盘边 90°回转边上升或下降,要求其未夹紧状态 至夹紧状态时向左回转。

计算所需的转动惯量 I,公式如下

式中 m1——臂的质量; m2——吸盘重量;

a1——吸盘轴线与回转轴之间的距离; a2——另一侧与回转轴之间的距离; b——臂宽。 小型机械零件装配生产线结构设计和控制研究+PLC梯形图(4):http://www.youerw.com/jixie/lunwen_78278.html

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