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關于機械手傳送過程中配资之家件抖动的研究

2018-9-25 10:56:25點擊:

機械手傳送過程中配资之家件的抖动程度直接影響定位的準确性,從而降低生産效率與産品質量。針對这一問題,本文通過對機械手傳送過程中對配资之家件抖动的影響參數進行系統的分析,從而得出合理的影響參數来控制配资之家件抖动問題。

引出問題

随着我國制造业的蓬勃發展,機械化、自动化生産趨勢越来越明顯,機械手在生産過程中的使用也越来越頻繁。由于機械手具有穩定性高、安全系數高、生産效率高、産品質量穩定、節省成本等特點,因此機械手在工廠得到越来越廣泛的應用。配资之家件加工過程中機械手所承擔的角色絕大部分为零件的傳遞者,而傳遞零件過程中的抖动程度直接影響産品定位的準确性,從而影響生産效率與産品質量(圖1),因此研究機械手在傳送過程中配资之家件的抖动問題具有重大的意義。

圖1 零件因抖动出現定位偏差

工程概況

機械手在傳送配资之家零件的過程中存在零件抖动的問題,零件抖动程度不同,配资之家件産生的位移距離也會不相同。當位移大于設備定位範圍時,就會導致零件報廢,嚴重時會造成設備、機械手損壞甚至人員受傷的重大安全事故。下文結合空調面闆機械手傳送線作为分析對象進行闡述。

在機械手線傳送過程中,面闆抖动的程度主要受機械手、零件本身特性以及零件加工工藝影響。其中零件本身的特性主要包括零件的材料厚度、零件表面的結構等。

要素分析

機械手

實際生産中常用的機械手有連杆式機械手、獨立式機械手、三次元式機械手等。直接與零件接觸的取料部分叫做機械手爪。機械手爪按取料方式的不同可以分为吸附式和夾取式。本次選取的面闆機械手線配置为獨立式機械手,使用吸附式機械手爪。

吸附式機械手爪工作時通過吸盤支架連接到機械手上,并随機械手的運动到达指定位置,然後由真空吸盤通過增減其内的氣壓實現放取零件(圖2)。

吸附式機械手爪主要組成部分包括吸盤安裝架、吸盤支架、吸盤金具和真空吸盤(圖3)。

圖2 獨立式機械手

通過對上述吸附式機械手爪的結構和工作原理的了解,可以看出吸附式機械手爪在氣壓不變的情況下,對産品的吸附穩定性取決于真空吸盤的數量及位置。即在機械手爪中間增加吸盤金具及真空吸盤,就可以用控制抖动範圍的方式從而将抖动程度大大降低。面闆在生産過程中采用四組吸盤金具及真空吸盤時,经常出現面闆零件抖动的問題(圖4),而當采用六組吸盤金具及真空吸盤時,就解決了面闆零件抖动的問題(圖5)。

圖3 機械手爪組成部分

圖4 四組吸盤金具及真空吸盤

圖5 六組吸盤金具及真空吸盤

零件的材料厚度

同樣大小的面闆料片,當零件材料厚度逐步增加時,零件的力学性能也會逐步增強,從而面闆的抖动程度也會逐步降低,直至出現輕微的抖动而不影響正常生産。但是通過增加料厚的方式降低抖动,将會造成原材料成本提高以及設備較大調整的成本浪费等問題,甚至當材料达到4mm以上時加工工藝會從冷軋加工切換到熱軋加工,因此此種辦法在實際生産中幾乎不會使用。

零件結構更改

零件可通過增加物理補強結構的方式来加強零件的強度和剛度,從而減小零件在傳送過程中的抖动程度,最後达到正常生産的需求。在面闆的生産過程中,比較常用的物理結構增強的方式有增加折彎加強筋、凸包加強筋結構和生産工藝排布優化。

⑴折彎加強筋。

折彎加強筋是指在零件長邊邊緣增加短折彎这種物理補強結構的方式。折彎加強筋的作用是通過物理補強来增加零件的抗拉強度與抗扭強度,從而增加零件傳送過程中的穩定程度,最後以达到減小零件傳送過程中抖动程度的目的(圖6)。

圖6 折彎加強筋

⑵凸包加強筋。

凸包加強筋(凸台加強筋)是指在零件凸包(凸台)上添加的物理補強結構。凸包加強筋(凸台加強筋)也是通過物理補強来增加零件的抗拉強度與抗扭強度,從而增加零件傳送過程中的穩定程度,最後以达到減小零件傳送過程中抖动程度的目的。

圖7 産品上增加凸包加強筋

圖8 料片四周增加凸包加強筋

零件表面增加凸包加強筋的方式一般有兩種。可以在産品設計階段,直接在産品上增加凸包加強筋(圖7),也可以在料片四周增加凸包加強筋(圖8)。在後面工序中,将增加的凸包加強筋按照廢料切除處理即可。

⑶生産工藝排布。

生産工藝排布的不同,零件的力学性能也不同,對零件在傳送過程中的抖动程度也有較大影響。如果沖孔工序過度集中,會造成應力集中而導致零件扭曲,從而使零件表面平整度降低,導致機械手爪上的真空吸盤吸力不均衡,零件在傳送過程中發生抖动。

圖9所示为面闆中的沖孔部分,如果全部沖孔安排在一個工序上完成,将會産生應力集中、強度降低、造成零件扭曲變形、導致真空吸盤吸力不均衡甚至失效,最後使零件在傳送過程中抖动,無法正常生産。

圖9 面闆沖孔

圖10 改進後沖孔工序

如果将其分为兩個工序(圖10),生産産生的應力會明顯減小,零件強度也會較大提升。