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家电产品整 箱搬运码垛机械手设计方案

       用于家电产品整箱搬运码垛的新型机械手,该机械手采用气吸加机械保护的抓取方式,完成家电产品整箱的抓取、搬运、码放工作,具有高效率、结构简单、新颖、重量轻的特点,是箱式零部件搬运码垛的良好设备。

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搬运码垛作业在现代企业的物流管理过程中占有重要的地位,用人工来完成这工作,存在着劳动强度大、效率低、安全性能差等诸多弊端,已远不能满足生产发展的需要,采用自动化操作手段已在推广搬运、码垛的自动化、机器人化方面取得了显著进展,应用日益广泛。机械手是搬运机器人的一个重要组成部分,它做为直接执行部位,本身的结构、重量、外形尺寸对整个机器人的工作性能和技术性能有着直接影响。


我国的中小型家电产品生产企业已基本实现了自动化流水生产,但家电产品整机下线时的搬运码垛作业仍主要依靠人工搬运来完成。苏州品超智能设备有限公司针对山东某家电产品生产厂家的产品下线搬运码垛要求来进行的,根据现场的实际需求设计的具体要求如下

1、抓取对象人箱装之后的成品家电产品,要求抓取产品规格 可更换,最小尺寸为475*465*445mm,重量为14.5kg  最大尺寸为:960*830*720mm,重量为60kg

2、抓取和放下时间要求不超过3s

3、从生产线上抓取成品箱体,码放于供铲车搬运的特制拍子上,码放的方式为:小型机3*3*3,大型机2*2*2

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4、受工作场地的限制,要求机械手码放完最高一层的箱体后,沿高度方 向提升距离不超过800mm


方案确定

在用于类似的箱体搬运码垛中,国外较普遍的方式为机械式手爪,这种方式突出 的特点是具有较高的安全性,工作可靠,但其本身结构复杂、重量大、结构尺寸大,在使用中易带来较大的惯性力且占用较大的空间,有些场合中,也有采用吸盘式手爪,这种方法结构简单、重量轻,结构尺寸小,但其可靠性受被抓物体表面以及质量制约较大,经反复比较,综合考虑多方面因素的影响,决定 采用气吸带机械保护的设计方案,该方案具有结构简单、重量较轻、高度方向操作空间小、工作可靠等特点。


工作原理:

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机械手抓取到成品箱体时的位置,其工作过程为:机械手接近生产线,此时滚珠丝杠滑块位于起始点,手指位于90度,到达生产线时,手指位于吸盘的正下方,机械手开始抓取时,手部先横向移入箱体下端,再上移至压力传感器6达到预定 数值1时停止,然后滚珠丝杠推动肖盘组件下降,压紧箱体,6处于压力传感器压力达到预定数值2时真空发生器启动、吸盘吸紧,抓取动作完毕。然后机械手运动至码放位置,手指转动90度、吸盘松开,纸箱被码放到位


设计核心

设备主要参数

1、抓取与码放时间不大于3s

2、吸盘位置的布置和工作过程中工作个数的选择,可满足多种规格尺寸和重量的箱体抓取与码放

3、电动机1的功率为P1=500W,转速为3000r/min,电动机2的功率为100W,转速为3000r/min关键部位的选择

1、真空吸盘:吸盘是该设计中的重要部件,其工作性能的好坏关系到整个机械手的性能,设计中采用一组8个吸盘的布置方式,适应多种规格箱体,直径100mm的真空吸盘及其真空组件均为进口品质。

2、滚珠丝杠运动部分:该部分不仅要带动真空吸盘组件的运动,同时还要承担手指驱动部份零部件的安装。专门 加工制造不仅成本高,结构也比较复杂,若采用专用 的直线导轨运动单元,其独特的结构设计不仅满足了运动的要求,且有较高的强度和刚度。

3、手指驱动部分:电机转速为3000r/min,手指转速为15r/min,因此需要较大传动比。根据该部分要求减速部分结构紧凑、驱动力矩小的特点,选择采用传动比为100的谐波减速器,其较大的减速比和较小的结构尺寸很好地满足了该部分的设计要求。谐波减速器输出后,再经一级传动比为2的齿轮传动,输出的大齿轮与手指连接完成手指的传动要求。


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