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                              超低温冰箱多复合机械手设计研发

                              放大字体  缩小字体 发布日期:2020-04-07 17:04:29    浏览次数:43    评论:0
                              导读

                              本文主要以超低温冰箱的安装脚轮千亿体育官方网站千亿体育官方网站、打包等工序为研究对象千亿体育官方网站千亿体育官方网站,通过分析明确了各工序及设备结构,通过对超低温的输送千亿体育官方网站千亿体育官方网站、夹抱千亿体育官方网站、立箱千亿体育官方网站、移栽千亿体育官方网站千亿体育官方网站、旋转等动作完成了对超低温冰箱的打包工序千亿体育官方网站千亿体育官方网站,设备采用了伺服升降千亿体育官方网站千亿体育官方网站、伺服对中及伺服移栽千亿体育官方网站,很好的满足了不同产品的精度及定位要求,从而满足了不同产品的要求。结果表明,该设备工序流程合理千亿体育官方网站千亿体育官方网站千亿体育官方网站千亿体育官方网站,设备运行稳定千亿体育官方网站,真正体现了减人增效的目的千亿体育官方网站,解决了该类箱体打包难的问题千亿体育官方网站千亿体育官方网站千亿体育官方网站千亿体育官方网站。

                              引言

                              超低温冰箱千亿体育官方网站,又称超低温冰柜千亿体育官方网站千亿体育官方网站、超低温保存箱千亿体育官方网站千亿体育官方网站。其应用领域包括:可适用金枪鱼的保存、电子器件、特殊材料的低温试验及保存血浆千亿体育官方网站千亿体育官方网站、生物材料千亿体育官方网站、疫苗、试剂千亿体育官方网站千亿体育官方网站千亿体育官方网站、生物制品千亿体育官方网站千亿体育官方网站千亿体育官方网站、化学试剂、菌种、生物样本等低温保存千亿体育官方网站千亿体育官方网站。然而为了保证超低温冰箱内部温度千亿体育官方网站千亿体育官方网站,超低温冰箱发泡层千亿体育官方网站千亿体育官方网站千亿体育官方网站、侧板厚度均大于普通冰箱千亿体育官方网站千亿体育官方网站千亿体育官方网站,并且采用不同于普通冰箱的压缩机等部件千亿体育官方网站,总体重量可以达到400 kg千亿体育官方网站,在装配时候由于产品体积大千亿体育官方网站,往往需要翻身、旋转及包装千亿体育官方网站千亿体育官方网站,导致需要大量装配人员千亿体育官方网站,并且产品过重增加了装配人员的劳动强度千亿体育官方网站千亿体育官方网站,通常在安装底托、打包时候需要人员5-7人,并且人员操作经常出现磕碰、划伤等现象千亿体育官方网站,由于该产品价格高千亿体育官方网站千亿体育官方网站千亿体育官方网站、生产工艺特殊千亿体育官方网站,一旦出现磕碰、划伤就导致了产品的报废千亿体育官方网站千亿体育官方网站,浪费了人力及物力。

                              综上所述,解决该产品的翻箱千亿体育官方网站千亿体育官方网站千亿体育官方网站、旋转、上底托等问题成为生产商面临的迫切需求。本文主要对大型箱体多复合机械手的设计及研发进行了阐述千亿体育官方网站千亿体育官方网站,从而真正填补了该类设备研发的空白千亿体育官方网站。

                              1 产品生产工序流程分析

                              部分超低温冰箱打包前道工序是安装箱体的上下门,超低温冰箱的体积大千亿体育官方网站千亿体育官方网站,用料厚导致了箱体的上下门尺寸同样比较大千亿体育官方网站千亿体育官方网站千亿体育官方网站,重量比较重千亿体育官方网站,所以箱体在安装门时需要口部向上,人工安装好门体之后由AGV小车将箱体输送到打包工序。

                              打包工序主要是为超低温冰箱安装脚轮千亿体育官方网站千亿体育官方网站、安装底托千亿体育官方网站千亿体育官方网站、封箱千亿体育官方网站千亿体育官方网站。在安装脚轮时需要将超低温冰箱由水平立箱成竖直(图1),安装底托时需要将超低温冰箱前面对着输送方向(图2),之后由操作人员安装脚轮,并将安装后的产品放到底托上面千亿体育官方网站千亿体育官方网站千亿体育官方网站。

                              2 设备研究方案

                              针对上述超低温冰箱生产工艺的分析可以总结出超低温冰箱在打包、安装脚轮千亿体育官方网站千亿体育官方网站、封箱时需要的工序为箱体的立箱、箱体的提升千亿体育官方网站、箱体的旋转千亿体育官方网站千亿体育官方网站千亿体育官方网站、箱体的输送等千亿体育官方网站千亿体育官方网站。首先超低温冰箱安装上下门之后由AGV小车输送到打包区域,这时需要由输送类线体与AGV小车对接千亿体育官方网站,产品在AGV小车输送过程中会产生相应的偏移,这就需要在输送类线体上面完成对中工序千亿体育官方网站,对中时候线体需要一直输送千亿体育官方网站千亿体育官方网站,需要减少箱体与产品的摩擦千亿体育官方网站。

                              当箱体对中结束后需要完成的动作是箱体的立箱千亿体育官方网站千亿体育官方网站千亿体育官方网站,箱体对中后是平放的,需要将对中好后平放的箱体进行立箱千亿体育官方网站,平放的箱体在立箱的时候需要按照高度的中心旋转,需要将箱体提升大于箱体旋转半径的高度千亿体育官方网站千亿体育官方网站,这样在旋转的时候箱体不会与输送线体碰撞千亿体育官方网站。

                              箱体立箱之后人工需要安装脚轮千亿体育官方网站,箱体由AGV小车输送到输送线体时是平放的,需要输送的线体很宽千亿体育官方网站千亿体育官方网站,但是立箱之后箱体在输送线体的上方中心位置千亿体育官方网站千亿体育官方网站,人工需要站在宽度很宽的输送线体上操作千亿体育官方网站,增加了操作工的危险性千亿体育官方网站,而为了避免这个危险性,需要将箱体移栽到宽度比较窄的操作平台或者输送线体的上方。

                              当箱体移栽到宽度比较小的操作平台或者输送线体上方时千亿体育官方网站,脚轮存在前后的方向性千亿体育官方网站,并且为了满足操作工安装的方便千亿体育官方网站,需要保证箱体的门正对着操作工,而立箱后箱体的门与输送线体方向平行千亿体育官方网站千亿体育官方网站,需要将箱体进行旋转(图3)千亿体育官方网站千亿体育官方网站。

                              箱体旋转后人工将脚轮安装好千亿体育官方网站千亿体育官方网站千亿体育官方网站千亿体育官方网站千亿体育官方网站,人工将底托放到箱体下方千亿体育官方网站,箱体进行落降千亿体育官方网站,与底托很好的配合千亿体育官方网站,当安装好底托后需要将产品输送到封箱工位千亿体育官方网站千亿体育官方网站,这就确认了箱体移栽后的线体也是输送类线体千亿体育官方网站。

                              最后完成封箱千亿体育官方网站、进行转运千亿体育官方网站,该产品打包结束,由于箱体立箱与旋转要保证箱体的稳定性千亿体育官方网站千亿体育官方网站,并且安装脚轮时箱体不能发生相应的位移千亿体育官方网站千亿体育官方网站,所以需要真空系统进行辅助千亿体育官方网站千亿体育官方网站。

                              3 详细结构

                              通过上述方案的分析来确认夹抱机械手的结构千亿体育官方网站,并且完成分析中的输送千亿体育官方网站、对中、立箱千亿体育官方网站、移栽等工序千亿体育官方网站,其详细结构如下:

                              箱体由AGV小车输送到输送类线体上,我们常规的输送类线体包括皮带线千亿体育官方网站、板链线、倍速线等千亿体育官方网站,由于厂家对超低温冰箱外观要求较高千亿体育官方网站千亿体育官方网站,AGV小车上输送组件均采用输送皮带线千亿体育官方网站千亿体育官方网站,由于箱体输送到位后千亿体育官方网站千亿体育官方网站千亿体育官方网站千亿体育官方网站,需要对箱体初步定位千亿体育官方网站,所以采用滚筒结构比较合理,并且为了不划伤箱体外观千亿体育官方网站,需要采用包胶结构千亿体育官方网站千亿体育官方网站,由于箱体较长千亿体育官方网站,最大产品可达2 m以上千亿体育官方网站千亿体育官方网站,但是单根滚筒如果长度大于1.5 m后同心度很差千亿体育官方网站千亿体育官方网站,为了保证输送的平稳将该长滚筒改成了2根1.2 m结构,采用一个动力传动,这样输送同心度好,输送平稳(图4)千亿体育官方网站。箱体输送到位后前定位进行阻挡千亿体育官方网站,左右进行对中千亿体育官方网站,对中组件通过滚筒线的间距进行宽度方向上的调整。

                              图1 安装脚轮立箱示意图(立箱体90 °)

                              图2 安装底托示意图(立箱后的箱体旋转90 °)

                              图3 旋转后箱体与输送线体的位置示意

                              图4 宽度输送滚筒线示意

                              箱体对中好后需要对箱体进行立箱千亿体育官方网站千亿体育官方网站,由于箱体需要升降千亿体育官方网站千亿体育官方网站,箱体立箱采用左右夹抱结构千亿体育官方网站,左右夹抱臂需要适应不同产品的大小千亿体育官方网站,所以左右夹抱臂采用左右旋滚珠丝杆结构千亿体育官方网站千亿体育官方网站,由于产品参数变化大千亿体育官方网站,左右旋丝杆采用伺服电机进行调整千亿体育官方网站。当夹抱臂夹抱后需要将产品提升千亿体育官方网站,提升后要保证产品不能有位移千亿体育官方网站千亿体育官方网站,这就需要采用真空吸盘将产品进行吸附千亿体育官方网站,夹抱臂通过丝杆及伺服电机调整,但是调整后伺服电机无法对夹抱力进行保证千亿体育官方网站千亿体育官方网站,这就将夹抱臂与丝杆调整组件通过分层结构将其分开,上层为伺服电机及丝杆调整装置,下层则为气缸带动夹抱臂夹紧结构千亿体育官方网站千亿体育官方网站。当夹抱臂夹紧后需要对箱体进行立箱千亿体育官方网站,立箱是将产品水平通过机构立箱为竖直千亿体育官方网站,该机构采用气缸推动连杆,连杆带动转轴结构,该结构设计合理千亿体育官方网站,充分利用气缸行程,保证翻转的准确性千亿体育官方网站千亿体育官方网站。

                              由于箱体立箱千亿体育官方网站、安装脚轮都需要将箱体进行升降千亿体育官方网站,该升降机构采用伺服电机带动齿轮齿条结构千亿体育官方网站千亿体育官方网站,伺服电机通过行星减速机旋转带动齿轮千亿体育官方网站,齿轮与齿条进行相应位移千亿体育官方网站千亿体育官方网站,保证升降机构的平稳千亿体育官方网站千亿体育官方网站千亿体育官方网站千亿体育官方网站。由于产品的重量加上升降机构的重量很大千亿体育官方网站,所以单独选用伺服电机配合行星减速机结构需要很大的速比及很大功率千亿体育官方网站,为了解决该问题,在升降架左右两侧分别增加了两个升降气缸千亿体育官方网站,不但保证了升降的平稳性而且也节省了安装空间千亿体育官方网站,更节省了成本千亿体育官方网站。

                              箱体在安装脚轮时需要进行移栽千亿体育官方网站,移栽主要是将箱体在立箱千亿体育官方网站千亿体育官方网站千亿体育官方网站、旋转后移动到移栽滚筒上方千亿体育官方网站,方便操作人员安装脚轮千亿体育官方网站千亿体育官方网站千亿体育官方网站,由于该立箱千亿体育官方网站千亿体育官方网站千亿体育官方网站、旋转机构及箱体重量都比较大千亿体育官方网站,所以移栽采用双同步结构形式千亿体育官方网站,由伺服电机带动减速机及带轮轴的旋转进行实现产品的移栽千亿体育官方网站千亿体育官方网站。

                              箱体移栽后由于箱体侧面对着操作人员千亿体育官方网站千亿体育官方网站,人员无法安装脚轮千亿体育官方网站千亿体育官方网站,这时需要箱体90 °转向千亿体育官方网站,箱体的90 °转向由气缸推动推杆千亿体育官方网站,推杆与旋转轴连接千亿体育官方网站,旋转轴与夹抱组件连接,当气缸伸缩后夹抱组件及箱体进行90 °转向千亿体育官方网站千亿体育官方网站。由于箱体及夹抱组件重量过大千亿体育官方网站,完全靠一个旋转轴进行旋转时间久后可能会出现安全问题,会导致掉箱、轴断裂等现象,这时就考虑增加了安全组件千亿体育官方网站千亿体育官方网站,安全组件由几组滚轮千亿体育官方网站千亿体育官方网站,滚轮安装在旋转盘上千亿体育官方网站千亿体育官方网站,保证了使用的寿命及强度,并且保证操作人员安全(图5)千亿体育官方网站千亿体育官方网站。

                              配合夹抱组件的还需要由真空系统构成千亿体育官方网站,由于夹抱时需要将吸盘内抽真空,这样才能保证箱体不会掉落千亿体育官方网站千亿体育官方网站,但是箱体重量过重导致所需要的吸盘就很大,需要很快的完成抽真空千亿体育官方网站,就需要配合真空泵,但是当箱体需要释放的时候千亿体育官方网站,吸盘过大也会出现另外的问题就是将吸盘内的真空取消,由于吸盘过大这就需要采用电磁阀将吸盘内通入空气千亿体育官方网站,这就很好的解决了节拍的问题,保证安全准确放箱。

                              图5 旋转组件示意

                              图6 夹抱机械手整体示意

                              4 结论

                              通过对现有工序的分析,研制了可以很好实现超低温冰箱夹抱、翻转的设备,该设计结构合理千亿体育官方网站,稳定性好,并且真正体现了减人增效的目的千亿体育官方网站,填补了该类设备夹抱的研发空白千亿体育官方网站千亿体育官方网站。

                              参考文献:

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