基于CATIA软件的抓取纱筒机械手设计
发布时间：2021-10-21 13:37
结合无缝针织机侧纱架纱筒实际情况,使用CATIA三维软件对抓取纱筒的机械手装置进行设计及虚拟装配。根据设计要求制定总体设计方案,选择符合方案的标准件,同时通过三维软件的单个零件绘制、整体装配、装配检测、计算分析进行了设计工作。CATIA软件大大提高了设计效率和设计准确度,使得现代机械设计更加便捷、高效、可靠。
【文章来源】：上海纺织科技. 2020,48(06)北大核心
【文章页数】：3 页
【部分图文】：
无缝针织机侧纱架及纱筒
在设计各个机构时，应考虑每个自由度如何实现及采取何种结构。抓取纱筒机械手装置整体设计方案图见图2。将机械手整体安装在一个直线型导轨上来实现X方向的位置移动，地面行走轴通过伺服电动机、行程开关等配合使用精确控制机器人在X方向上移动。通过滚珠丝杠的传动方式来实现机器臂在Z方向上的升降。通过马达驱动，及带轮和皮带的传动对轴和轴上机械手同步进行特定角度的转动。选择合适的气动手指，并安装在一个气缸上，来实现Y方向的位移，即机械臂的收缩。2 机械手设计
对于机械手臂的末端部件机械手，一般比较常用和成熟的机构是气动手指。气动手指能很好地满足机器手动作迅速、结构简单、维护方便、成本较低的要求，能够快速准确地抓取和松放[1]。因此将气动手指运用于置换纱筒的机械手臂上，可实时根据软件程序进行反应，对纱筒进行“拾-放”操作。常规最大纱筒直径为180 mm，质量4.8 kg。宽型气动元件:MHL2系列尺寸图见图3。此款气动手指最高使用压力为0.6 MPa，最低使用压力为0.1 MPa，重复精度±0.1 mm，质量5 270 g。0.5 MPa压力及保持点距离80 mm的条件下，气动手指的保持力为396 N。气动手指受力分析图见图4。通过受力分析，分别计算并验证在两种状态下气动手指施加的压力和由此产生的对纱筒的摩擦力，即对纱筒的夹持力是否能满足要求。在夹持满筒状态下(即纱筒外径为180 mm，气动手指间距最大为288 mm)，保持力为396 N，与纱筒的法向夹角为8.3°，求得保持力的法向力F法=F保×cos?=396×cos(8.3°)=392 N。在夹持空筒状态下(即纱筒外径为80 mm，气动手指间距最小为188 mm)，保持力为396 N，在纱筒上的法向力F法近似于396 N。取纱线对胶辊表面的最低摩擦因数为0.368[2]，在夹持满筒状态下，F法为392 N，因此产生的最小摩擦力f=μN=0.368×392=144 N，大于重力48 N，满足夹持要求。同样的，在夹持空筒状态下，产生的最小摩擦力f=μN=0.368×395=145 N，大于48 N，同样可满足夹持要求。
【参考文献】：
期刊论文
[1]现代设计方法在机械创新设计中的应用探讨[J]. 李彦. 湖北农机化. 2018(05)
[2]改善长花键轴机械加工质量的工艺装置[J]. 赖凌祥. 内燃机与配件. 2018(06)
[3]气动机器手的设计和实现[J]. 吴洪民,陈志方. 液压与气动. 2002(02)
[4]胶辊表面摩擦系数的调控[J]. 汪冬喜. 纺织器材. 1997(01)
本文编号：3449088
【文章来源】：上海纺织科技. 2020,48(06)北大核心
【文章页数】：3 页
【部分图文】：
无缝针织机侧纱架及纱筒
在设计各个机构时，应考虑每个自由度如何实现及采取何种结构。抓取纱筒机械手装置整体设计方案图见图2。将机械手整体安装在一个直线型导轨上来实现X方向的位置移动，地面行走轴通过伺服电动机、行程开关等配合使用精确控制机器人在X方向上移动。通过滚珠丝杠的传动方式来实现机器臂在Z方向上的升降。通过马达驱动，及带轮和皮带的传动对轴和轴上机械手同步进行特定角度的转动。选择合适的气动手指，并安装在一个气缸上，来实现Y方向的位移，即机械臂的收缩。2 机械手设计
对于机械手臂的末端部件机械手，一般比较常用和成熟的机构是气动手指。气动手指能很好地满足机器手动作迅速、结构简单、维护方便、成本较低的要求，能够快速准确地抓取和松放[1]。因此将气动手指运用于置换纱筒的机械手臂上，可实时根据软件程序进行反应，对纱筒进行“拾-放”操作。常规最大纱筒直径为180 mm，质量4.8 kg。宽型气动元件:MHL2系列尺寸图见图3。此款气动手指最高使用压力为0.6 MPa，最低使用压力为0.1 MPa，重复精度±0.1 mm，质量5 270 g。0.5 MPa压力及保持点距离80 mm的条件下，气动手指的保持力为396 N。气动手指受力分析图见图4。通过受力分析，分别计算并验证在两种状态下气动手指施加的压力和由此产生的对纱筒的摩擦力，即对纱筒的夹持力是否能满足要求。在夹持满筒状态下(即纱筒外径为180 mm，气动手指间距最大为288 mm)，保持力为396 N，与纱筒的法向夹角为8.3°，求得保持力的法向力F法=F保×cos?=396×cos(8.3°)=392 N。在夹持空筒状态下(即纱筒外径为80 mm，气动手指间距最小为188 mm)，保持力为396 N，在纱筒上的法向力F法近似于396 N。取纱线对胶辊表面的最低摩擦因数为0.368[2]，在夹持满筒状态下，F法为392 N，因此产生的最小摩擦力f=μN=0.368×392=144 N，大于重力48 N，满足夹持要求。同样的，在夹持空筒状态下，产生的最小摩擦力f=μN=0.368×395=145 N，大于48 N，同样可满足夹持要求。
【参考文献】：
期刊论文
[1]现代设计方法在机械创新设计中的应用探讨[J]. 李彦. 湖北农机化. 2018(05)
[2]改善长花键轴机械加工质量的工艺装置[J]. 赖凌祥. 内燃机与配件. 2018(06)
[3]气动机器手的设计和实现[J]. 吴洪民,陈志方. 液压与气动. 2002(02)
[4]胶辊表面摩擦系数的调控[J]. 汪冬喜. 纺织器材. 1997(01)
本文编号：3449088
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