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横向注入电机的智能组配构体研发
编辑:娱乐吧亚洲第一品牌 发布日期:2018-09-18

  斜向压嵌装配(assemble)的特点与自动装配策略(strategy)装配任务与装配关系本装配单元的装配对象为马达和由电机套筒、弹簧片等零件组成的电机套筒组件。变频电动机由于临界转差率反比于电源频率,可以在临界转差率接近1时直接启动,因此,过载能力和启动性能不再需要过多地考虑,而要解决的关键问题是如何改善电动机对非正弦波电源的适应能力,及确保电机的使用寿命。微型电动机是一种体积、容量较小,输出功率一般在数百瓦以下,用途、性能及环境条件要求特殊的一类电动机。微型电动机是指直径小于160mm或额定功率小于750W的电机,微型电动机常用于控制系统或传动机械负载中,用于实现机电信号或能量的检测、解析运算、放大、实行或转换等功能。电机和电机套筒的结构(Structure)简图如所示。电机套筒呈左右对称(symmetry)结构:下方是圆柱形的电机套筒与电机的零件简图凹槽,用于放置弹簧片等零件;上沿是半圆形的凹口,用于卡住电机的上端轴。电机的两个侧面是平面,另两个侧面是圆弧面。在装配电机前,电机套筒的凹槽中已装有弹簧片等零件。该装配任务将电机斜向压嵌入电机套筒。装配结束后,电机的上端被卡入电机套筒的上翼缘,下端轴插入减速器的十字槽中。
  由于工艺要求,电机套筒上沿的变形不能很大,实际装配时,要先将电机下端斜向插入电机套筒中,然后再将电机上端压入电机套筒。在装配过程(process)中,要同时克服电机套筒和弹簧片因变形产生的阻力(zǔ lì)。施加的装配力不仅使电机有斜向下插的运动,而且使电机有压嵌电机套筒上沿的运动。这说明该装配作业是一个斜向压嵌装配的过程,整个过程可简单描述如下:(1)电机下端轴斜向插入电机套筒中,电机上端处于自由状态;(2)电机上端向电机套筒靠近,与电机套筒的上沿接触;(3)电机上端继续运动,下压弹簧片并涨开电机套筒上沿,使电机进入电机套筒;(4)电机在弹簧片和电机套筒的弹性(Elasticity)变形约束下继续运动,直至嵌入电机套筒中;(5)电机在电机套筒中的运动受到约束,装配动作结束。
  从上面对斜向压嵌电机装配过程的分析(Analyse)可以看出:为顺利完成装配任务,要同时提供沿电机轴向的装配力和沿电机径向的装配力;而且对于装配过程中的不同的接触状态,其受力状态各不相同,所需的装配力也相应不同。
  斜向压嵌装配作业的自动装配策略手工装配时,一般采用如所示的夹持方式和斜向压嵌装配动作。人手的食指搭在电机上端轴处对电机进行轴向定位和产生轴向压力(pressure)。人手的拇指和中指环绕电机的两个圆弧侧面,对电机进行径向定位和产生径向压力。各手指产生的压力是装配过程中装配力的来源。斜向压嵌装配时,各手指与电机保持相对静止,通过绕手腕旋转(rotate)使电机运动到不同的斜向位姿。同时,通过各手指的协调配合,自动顺应不同的接触状态,产生合适的装配力。
  人手的斜向压嵌装配动作通过模拟(定义:对真实事物或者过程的虚拟)人手的斜向压嵌装配动作,大家设计(Design)了如所示的仿生手爪。该夹持器主要由支座(pedestal)、手指、手爪体和气缸(压缩空气)驱动(Driver)装置(device)4部分组成,分别类似于人的小臂、手指、手掌和手部的肌腱。手指与手爪体固连在一起,通过螺销装在支座上,可以绕支座转动,这类似于手掌绕手腕的转动。
  支座是安装(ān zhuāng)手指、手爪体和气缸驱动装置的地方,同时也是整个手爪与外界连接的接口(interface)。手指部分有两个手指,对称分布形成圆形空腔,类似人手的拇指和中指,用于对电机径向的夹持。手爪体是整个手爪的核心(core)组成部分,不仅用于对电机的径向夹持,还用于实行斜向压嵌装配的动作。
  手爪体上方设计有钩子,类似人手的食指,在电机轴向施加装配力。手爪体通过螺销与支座连接。装配开始时,手爪体在顶销的作用(role)下偏垂直方向15.抓取电机时,钩子仍保持这一倾斜姿态,以保证斜向的装配角度(angle)。当斜向插轴结束后,手爪继续向前运动,使顶销受到压迫,电机随手爪体沿螺销轴旋转。转动时,钩子将产生向下的运动,提供轴向的装配力,把电机压嵌入电机套筒。
  电机采用滑槽送料。电机滑槽有一定的倾斜角度,可使电机顺利滑下。电机套筒采用送料。电机套筒在送料托盘上由电机套筒的3个孔定位。抓取电机套筒时,抓取点也为电机套筒上的3个孔。通过统一定位基准与抓取基准,可以减小对电机套筒的抓取误差。
  对电机操作(operate)时,机器(machine)人末端装上电机手爪。通过模拟人手的装配动作,电机手爪不仅用于抓取电机,更用于实现斜向压嵌装配的装配策略。抓取电机套筒的手爪为三指手爪,3个手指通过又叫法兰凸缘盘或突缘连接起来。手爪上3指的分布与电机套筒上3个定位孔的位置(position )分布一致。每个指的前端设计为锥形,使手指更易于插入电机套筒。2个手爪都放在手爪库中,通过手爪更换装配选择(Select)需要的手爪。
  大家选用SV3机器人作为装配机器人完成装配任务。选用的装配机器人应具有6个自由度才能完成装配任务,SV3机器人可以满足这一要求;而且SV3机器人的精度(精确度)为02mm,由于采取了相应措施(指针对问题的解决办法)降低定位误差和抓取误差,SV3机器人可满足精度上的要求。在生产现场,可以用其它装配机或机器人代替SV3机器人,以进一步降低成本(Cost)。
  结束语斜向压嵌装配是一类复杂的装配任务。本文的设计思路适用于一般的斜向压嵌装配任务,而且易于在生产实践中实现。
  
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