龙门式给汤机机械手系统设计

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1、龙门式给汤机机械手系统设计吴明（无名）（****理工大学机械机电工程学院，江西赣州341000）摘要：自动给汤机械手是给压铸取汤注汤的一种自动化设备，它代替了人在恶劣环境下的工作，给汤机械手的性能直接影响着压铸的效率和产品的质量。本次研究主要是对龙门式给汤机进行理论性的结构设计，并通过3D绘图软件设计零部件和进行组装，从而对整体机构设计进行完善和优化。关键词：给汤机械手；效率；质量；结构设计GantrymanipulatorsystemdesginedfortransportingtheliquidWuMing(FacultyofMecha

2、nicalandElectricalEngineering,****UniversityofTechnology,Ganzhou341000)ABSTRACT：AutomaticalGive-Soupmanipulatorisanautomateddevicewhichtakesthesouppouringandcasting.Itreplacesthepeopleworkingintheharshenvironments,theperformanceofGive-Soupmanipulatordirectlyaffectstheeffic

3、iencyofcastingandthequalityoftheproduct.ThisstudymainlyforcusonthetheoreticalstructuredesignofgantrytypeGive-Soupmanipulator,Andthrough3Dgraphicssoftwaredesignandassemblethecomponents,sothatwecanimproveandoptimizatetheoverallinstitutionaldesign.Keywords:AutomaticalGive-Sou

4、pmanipulator;efficiency;quality;structuredesign1引言近年来，伴随着我国汽车市场不断的扩大，汽车工业采用压铸件的用量占全国压铸件总产量比例近年也来一直在提升(含汽车、摩托车等交通工具)。随着压铸设备和工艺技术水平不断提高，压铸产品的应用范围在现有基础上仍将不断扩大。在高温、高压、低温、低压、有灰尘、噪声、臭味、有放射性或有其它毒性污染以及工作空间狭窄等场合中，用人手工直接操作是十分危险或根本不可能的，且费时费力。而应用自动给汤机可部分或全部代替人安全地完成作业，大大地改善了工人的劳动条件，而且可

5、以避免由于操作疲劳或疏忽而造成的人身事故。就现在国内外市场看来，尽管给汤机形状，外形，结构及价格多种多样，然而其都有许多缺点，如：连杆式与单臂式的行程较短，且不能自由的调节行程，这对于有改动的厂房及压铸设备是一个十分致命的缺陷；还有就是以上二者没有能够保持稳定的前进速度，即运动中有比较大的波动，这对取汤注汤来说也是一个比较大的缺陷。我们研究目标是对整体机型的功能进行了全方位的功能分工及解析，最终发现龙门式（即横梁式）自动给汤机克服了上述机型的各种不足，且结构简单，加工方便，大大地降低了整体成本，已经渐渐成为市场上取汤设备的主流产品。再配上自

6、动可编程控制器，此机型便有了：人机介面，操作简易；定位精确，重现性高；速度平稳，调整容易；这些是其他机型无法比拟的优点。2设计方法和步骤设计过程及方法主要如图1所示：机械的总体功能要求（包括行走、上升、取汤、注汤等）功能分解（各部分分别完成不同功能）改变机构型数完成各功能部分的型综合机械运动示意图（包括运动循环图）各机构的运动配合、执行构件运动规律和传递动力条件改变机构尺寸各机构的尺度综合从运动规律、动力、条件、工作性能平价选择是否满足条件否否机械运动简图图1设计方法与步骤图3设计的主要功能和性能指标3.1主要功能：(1)自动对金属液体进行

7、舀汤、注汤等功能；(2)对行程可作相应的调整；(3)用PLC可编程控制器控制，保证自动化的时间间隔准确；(4)提高了压铸注汤的效率，减少了人工不必要的危险及劳动负担。3.2性能指标：(1)最高行程可达4—5米的距离；(2)上升、下降的最大行程也比较大，可达2—3米；(3)人工按钮控制，按下便自动开始运行；(4)总体干净、卫生、干燥，改善环境卫生。3.3功能分解对龙门式给汤机进行功能分解，绘制树状功能图如图2所示：龙门式给汤机Z轴传送板箱升降取汤摆臂定位导轮导轨配合齿轮齿条传送布置电机位置精确计算配合远程驱动摆杆滑块机构各种微动开关图2功能分

8、解图4龙门式给汤机的研究内容本次毕业设计大概分为下面几个方面：给汤机横行行走装置、竖直取汤装置、连杆式舀汤装置、行程控制及加速减速控制装置。Solidworks仿真如图1所示。a