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镀钛|镀铬|PVD涂层 » Archivers » 环形电镀生产线机械手过渡的实现

摘要：根据环形电镀生产线的特点,介绍了机械手的应用;并详细介绍了二自由度平移机械手和二自由度摆动机械手的结构模型和运动过程,为环形电镀生产线的设计提供了新的方法。

关键词：电镀;机械手;环形电镀生产线

中图分类号：TQ150.5 文献标识码：A 文章编号：1000-4742(2010)05-0014-02

1·环形电镀生产线的特点与机械手的应用

环形电镀生产线是电镀行业批量生产中采用的设备,电镀槽环形排列,工件定节拍向前挪动工位,按工艺要求在各个槽中下降、上升、停留、前进,逐一实现工件电镀工序,挂具从上挂到下挂正好运转一周,完成整个工艺流程。因而环形电镀生产线具有节拍时间短、满负荷运行、产量高等特点,适用于工艺成熟、批量较大的产品的生产。环形电镀生产线的另一特点是结构紧凑、占地少,因而提高了厂房的利用率。

由于环形电镀生产线是环形结构,其环形的形成可以直接通过机架和机械传动来实现,也可以通过机械手来实现,如图1所示。

2·二自由度平移机械手

2.1二自由度平移机械手结构模型

二自由度平移机械手为工程上最简单且大量使用的自动机械结构。机械手末端为抓取元件,它的功能就是将工件或产品从一个起始位置送到另一个目标位置,如图2(a)所示。在二自由度平移机械手图中,箭头方向表示其运动方向,这两个方向的直线运动都直接由直线运动气缸实现,竖直方向手臂下方为气动手指。

2.2二自由度平移机械手运动过程

二自由度平移机械手的运动较简单,X,Y两个方向的直线运动都在一个平面内。其典型的运动过程如下所述:

(1)取料点一般为工件自动化输送系统的一个暂存位置,如图1中环形电镀生产线A侧的电镀工艺槽的末端位置或者工件暂存位置。

(2)卸料点一般为机器的装配位置,机械手将工件移送到该位置后释放工件,如图1中环形电镀生产线B侧的电镀工艺槽的首端位置或工件暂存位置。

(3)机械手的起始位置一般在取料点的上方,每个动作循环都从该点开始,该点也就是机械手的原点。

(4)机械手首先从起始位置下降,吸取(或夹取)工件后上升,然后水平移动到目标位置(卸料点)上方,再下降到目标位置上方,释放工件,最后沿相反路径返回到原起始位置,完成一个动作循环。图2(b)为二自由度平移机械手的运动轨迹示意图,序号表示动作次序,箭头表示运动方向。

3·二自由度摆动机械手

3.1二自由度摆动机械手结构模型

二自由度摆动机械手的动作由竖直方向的直线运动和绕竖直轴的摆动运动两部分组成。在结构上,与二自由度平移机械手的惟一区别是将水平运动改为旋转运动,其他结构与二自由度平移机械手的相同。它同样是工程上大量使用的自动机械结构,其功能也是将工件或产品从一个起始位置移送到另一个目标位置。图3(a)为二自由度摆动机械手的结构原理示意图。

最简单的情况就是在机械手末端安装一个吸盘或气动手指,将工件从一个位置吸取(或夹取)后快速移送到另一位置后释放。在这种情况下,机械手的结构可以非常简单,由普通的直线运动气缸与连杆机构就可以实现。为了进一步简化此类机械手的设计与制造,气动元件制造商专门设计制造了一种将直线运动及摆动运动集成在一起的组合气缸,例如:FESTO公司的DSIJ系列直线摆动组合气缸,SMC公司的MRQ系列直线摆动组合气缸就属于此类气缸。

3.2二自由度摆动机械手运动过程

二自由度摆动机械手的一般动作过程如下:起始位置一般为工件自动化输送系统的一个暂存位置,如图1中环形电镀生产线A侧的电镀工艺槽的末端位置或者工件暂存位置;而目标位置为摆动的另一侧,如图1中环形电镀生产线B侧的电镀工艺槽的首端位置或工件暂存位置。其过程是机械手先下降,吸取(或夹取)工件,再摆动一定角度(如180°),最后下降到目标位置上方,释放工件,然后再按相反路径返回到起始位置。机械手所完成的同样是一个动作循环。图3(b)为二自由度摆动机械手的运动轨迹示意图,序号表示动作次序,箭头表示运动方向。

4·结语

随着电镀工业的发展,对电镀工艺提出了新的要求。环形电镀生产线因其自身的优势而得到更多的推广应用,而机械手在运动转换和可控性上都具有很好的应用前景。

参考文献:

[1]张立茗.我国电镀设备的发展和现状[J].电镀与精饰,2001,23(5):13-15.

[2]陈刚.机电一体化技术[M].北京:清华大学出版社,2010.

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