引 言
在运输和加工过程中经常需要对零件进行翻转,传统方法一般采用天车实现翻转,这种吊装式翻转方法对于粗糙的大型构件比较适用,而对于精度要求高、外形特殊的构件,常常需要设计满足特定要求的翻转机。在冲压场合中,工件冲压完成常需要将上下表面翻转,送入下一冲压工序进行冲压。传统冲压生产由人工手动翻转,但随着冲压自动化水平不断提升,机器人辅助冲压自动生产线逐渐代替传统翻转方式。其中,有采用两个六自由度机器人,两者之间可直接交换翻转 ;对于采用五自由度非标机器人,则需借助临时承料台实现工件翻转和转移 ;对于采用四自由度非标机器人,可由两个非标机器人和一台翻转机配合完成。本文针对采用四自由度非标机器人的翻转机系统进行设计。
1 机械结构设计
1.1 翻转要求
首先由机器人将工件放置于翻转机的承料台上,翻转机感应到工件,然后进行翻转,这样就可实现被放置工件上下表面调换。要实现此要求,一般要求工件放置好后需要将工件夹紧,旋转机构将其翻转 180°,夹紧机构松开。
1.2 结构设计
左右翻转机的机械结构如图 1 所示。整个机构主要由工件夹持机构、翻转机构和支撑架三部分构成。其中,工件夹机构主要由一个伸缩气缸、铝型材承料支架和多个定位块构成 ;翻转机构是由一台配减速器的步进电机、膜片式联轴器、轴承和转动支撑板组成,其固定于转动支撑板上,设计的减速器传动比为 15∶1 ;支撑架主要由矩形的底箱和两根带上横杆的立柱构成,控制电箱放置于底箱内,三色报警指示灯固定于横杆上。
2 控制设计
翻转机整个动作顺序如下 :
(1)将物料放置到下盖板,由定位块定位,翻转台上盖板由气缸推动下移,使上下盖板闭合,实现夹紧工件 ;
(2)翻转台顺时针翻转 180°,翻转到位后翻转台上盖板上移,上下盖板打开实现物料上下表面的调换 ;
(3)取走物料,完成一次翻转动作 ;
(4)再次放入物料,气缸动作,上下盖板闭合 ;
(5)翻转台逆时针翻转 180°;
(6)气缸动作,上下盖板打开。
在一个动作循环中,翻转机可完成两次翻转。翻转机复位后,放置工件的料架处于水平位置,自动运行过程中,反复执行上述动作步骤。