木地板码垛机械手末端夹持机构设计及运动学仿真.pdf

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1、第28卷第2期2015年3月机电产品开发与钐)新DeVelopment＆InnDvationofMachinery＆ElectrjcalProductsV01．28．NO．2Mar．．2015文章编号：1002—6673(2015)02—067-03木地板码垛机械手末端夹持机构设计及运动学仿真胡岳，刘诚(东北林业大学机电工程学院，黑龙江哈尔滨150040)摘要：论文设计了一款可以一次性抓取多块木地板的末端夹持型执行机构。运用solidWorkS三维审j图软件建立了机械手末端执行机构的三维模型。并运用AD舢ⅥS仿真软件对机械手末端夹持机构

2、的三维模型进行运动学分析。结果表明，论文所设计的机械手末端夹持机构能够平稳抓取和放开板材。达到使用要求。关键词：木地板；码垛杌械手；末端执行机构设计；运动学仿真中图分类号：7腰391．9文献标识码：Adoi：10．3969，j．issn．1002—6673．2015．02．026StmctIlreD商驴粕dl【in哪a6csSilnulationoftheCl锄豳gMechalli锄仰PalletizingR0botforW00den玎∞聃HUYⅥ，uUCk鸭(conegeofMechanjcalandElecⅡicalEn百neeri

3、ll舀NortlleastForesnyuIliverSity，H抽i11Hedon西iallg150040，cl血a)Abs觚ln：TlliSpaperdesi印sanende＆ctorforcaq曲gseveralwoodnooBatone缸1e．Three—dinlensionalmoddofdleende位ctorjsfoundedby11singSolidworks，andthekille脚dcssimIllationismadebyADAMS．Theresul拄show出atthedesi伊i119can蓼aba11drel

4、e勰edleⅡoorssmoothly，validate出e咖ppercanmeett11edesignreqIlirement．1【eywords：woodnoo‘；palle出ingrobot；出edesigilingoftlleende&ctor；bnemdcssiII】ll】adon0引言机械手是能够模仿人的手臂来达到某些功能，可以按固定的程序进行抓取、搬运、码垛物件或操作工具的一种机械电子装置【”。随着生产技术发展速度越来越快，市场的竞争也越来越激烈，产品的生产周期缩短，生产1批量较原来变小．产品的生命周期也缩短，生产需求和生

5、产线较低工作效率之间的矛盾日益突出陶。因此，提高生产线的生产效率对于各个制造行业尤为重要。对于木地板行业，运用机械手将半成品从一个工序移送到另一个工序或将成品搬运并码垛，极大地提高了木地板生产线的生产效率。同时减小了企业在人员上的开支，避免了人在工作中的不慎操作导致人受伤或产品的损坏闭。现在用于抓取板材的码垛机械手末端执行机构大多采用真空吸附式的末端执行机构，这种机构虽可以稳定的抓取板材，但每次只能抓取一块板材，机械手要完成修稿日期：2014—12—30作者简介：胡岳，机械设计及理论在读研究生；通信作者：刘诚，男，吉林扶余人，副教授，硕

6、士研究生导师。从事木制品先进制造技术与设备研究。工作就要重复更多次抓取、放开动作。如要真空吸附式执行机构抓取多块板材，则执行机构的外形尺寸和重量都要加大，这对于提高生产效率是一个极大的障碍。为了解决这一问题本文采用夹持型机构。这种机构就可以一次性稳定地夹取多块板材，从而极大地提高了机械手的工作效率，同时也缩小了末端执行机构的大小和重量。夹持型末端执行机构包括回转型手爪和平移型手爪两种【4】，由于抓取的目标物是多块木地板，所以夹持时机械臂应能够使每块板材都能受到足够的夹取力来防止各块板材受力不均导致搬运过程中板材掉落。而回转型的夹持机构在

7、板材尺寸略有变化的情况下就可能出现夹爪夹持时与板材之间产生一定的角度。这样就造成加在部分板材上的夹持力变小甚至没有夹持力．因此本设计采用平移型手爪来解决这一问题。1机构设计1．1机械手末端执行机构的运动原理木地板码垛机械手末端执行机构运用气缸驱动机械手臂可以实现抓取、放开目标抓取物。本设计运用气缸带动一个平行四边形杆机构来驱动两个机械臂。使机械67·制造业信息化·臂运动时能够达到平行移动的目的。图1是机械手爪的机构原理示意图。图1机械手爪机构原理图Fig．1Sch哪aticoftlleendeffbc“lr气缸驱动杆1上下移动，杆1则带

8、动杆2、3、4、5组成的平行四边形机构，当杆1向上移动时机械臂6、7相向运动从而夹紧目标夹取物．杆1向下移动时机械臂6、7相反运动从而放开目标夹紧物。1．2整体方案设计本文选用SMC公司生产的CGl一LN4