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前 言 如今硫化機技術已逐漸實現自動化、智能化，但是相應的上下料系統卻發展較慢，自動化程度較低，因此，實現硫化機自動上下料的需求十分迫切。為此，針對工作對象，設計的機器人和末端夾持機構有如下詳述。 一、機器人的工作對象和負載 機器人的工作對象為輪胎，如圖1所示，包括生胎和成品胎；二者在性質和尺寸上都有差別，生胎較軟，成品胎較硬，成品胎較生胎外圈直徑較大、內圈直徑較小、高度較小。每個輪胎凈重約為3Kg。此外，由于成品胎與模具黏合較緊，取胎時輪胎對機器人末端夾持機構有500~600N 的沖擊力。 圖1 二、機器人的工作空間 如圖2為機器人工作相對位置圖，圖3為相對高度圖。 圖2 圖3 三、機器人總體結構設計 輪胎裝卸機器人采用圓柱型工業機器人，直線部分可采用液壓驅動，可輸出較大的動力，能夠伸入型腔式機器內部。下圖機器人具有三個自由度，即兩個移動副、一個旋轉副：底座與其他部分之間為移動副、腰部與底座間為旋轉副、小臂與大臂之間為移動副。 圖4 機器人主要結構圖 四、機器人末端夾持機構的設計 機器人本體是機器人末端夾持機構運動到定點的基礎，而機器人手爪（末端夾持機構）是機器人勝任預期任務的基礎，因此設計三套機構：內撐機構用于完成抓取和定型、下壓機構用于完成生胎安放、外推機構和內撐機構共同完成成品胎抓取。 4.1內撐結構的設計 由于必須使輪胎內徑完全與夾持機構相接觸，所以通過內撐力使輪胎定型。內撐機構由五個相同的連桿機構組成，并呈圓形排列。每個連桿機構由三個連桿組成，但機構曲柄由一圓盤代替，因此可視為一個四連桿機構。 圖5 內撐機構示意圖 4.2下壓結構的設計 內撐結構抓起輪胎之后，其中的五個圓弧會構成一個整圓與輪胎內徑完全接觸。當輪胎運送至模具上方后，氣缸收縮，此時由于生胎較為柔軟，會立即變形，無法順利進入模具。因此設計下壓機構，用一個雙滑塊機構實現水平方向運動與豎直方向運動的轉換。 圖6 下壓機構示意圖 4.3外推機構的設計 外推機構由三組推手組成，每組推手有兩個推動裝置。其中一個由氣缸推動直接前進；另一個由氣缸、平行四邊形機構、雙滑塊機構組成，沿橢圓曲線作平動。控制兩個推動裝置動作的時序，可以完成抓取任務。 圖7 外推機構示意圖 4.4夾持機構總體效果 圖8 正視圖 圖9 俯視圖
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發表于 2018-3-14 11:06:50
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