工业机器人工装设计教学课件作者周正军项目五.pptx

1、项目五工业机器人输送线,.项目描述.教学目的.知识准备.任务实现.考核评价,返回,.项目描述,返回,本项目的主要内容为介绍和机器人配套使用最多的皮带输送线和滚筒输送线。重点介绍皮带输送线,包括皮带输送线的结构原理、设计要 点、负载能力分析、电动机选型计算、安装调整和日常使用维护。滚筒输送线主要介绍滚筒输送线的选型注意事项、辊筒的选型、辊筒 的基本设计和辊筒的常用表面处理方法。,.教学目的,下一页,返回,通过本项目的学习与实践,学生应:.了解皮带输送线的特点及其工程应用;.掌握皮带输送线的结构原理;.掌握皮带输送线的设计要点;.能够对皮带输送线的负载能力进行分析;.能够对皮带输送线的电动机进行选

2、型计算;.掌握皮带输送线安装调整和使用维护事项;,.教学目的,上一页,返回,.了解滚筒输送线的特点及其工程应用;.掌握滚筒输送线的选型注意事项;.掌握滚筒输送线辊筒的选型,能够对常用辊筒进行设计;.了解滚筒输送线辊筒的常用表面处理方法。,.知识准备,返回,常见皮带(滚筒)输送线及与机器人的配,.套使用.常见皮带(滚筒)输送线常见皮带(滚筒)输送线如图 图 所示。.机器人与皮带(滚筒)输送线的配套使用实例机器人与皮带(滚筒)输送线的配套使用实例如图 所示。,.任务实现,下一页,返回,任务皮带输送线结构原理与设计应用皮带输送系统是最基本、应用非常广泛的输送方式,广泛应用于各种 手工装配流水线、自动

3、化专机、自动化生产线中,尤其是各种手工装 配流水线及自动化生产线中,与各种移栽机械手相配合,可以非常方便 地组成各种自动化生产线。在自动机械设计中,需要大量使用皮带输送线,对于大型的皮带输送线 通常向专业制造商配套订购,而用于自动化专机上的小型皮带输送机 构通常则需要自行设计制造。,.任务实现,上一页下一页,返回,皮带输送机构属于自动机械的基础结构,而且在其设计中还包括了电 动机的选型与计算这一重要内容,因此,熟练地进行皮带输送机构的设 计是进行自动机械设计的重要基础,本项目将对皮带输送线的典型结 构及设计方法进行介绍。.皮带输送线的特点及工程应用)皮带输送线主要特点()制造成本低廉。皮带输送

4、线结构简单,制造成本低廉,是自动化工 程设计中最优先选用的连续输送方式。,.任务实现,上一页下一页,返回,之所以制造成本低廉,是因为组成皮带输送线的各种材料和部件都已 经标准化并大量生产,如铝型材及专用连接附件、电动机、减速器、调速器、各种工业皮带、链条、链轮等,上述材料和部件都可以通过 外购获得,因而制作周期大为缩短。()使用灵活方便。由于广泛采用标准的铝型材结构,铝型材表面专 门设计有供安装螺钉螺母用的各种型槽,因而铝型材在装配连接方面 具有高度的柔性。通过对铝型材进行切割加工,既可以方便地组成各 种形状与尺寸的机架,也可以非常方便地在皮带输送线上安装各种传 感器、分隔机构、挡料机构、导向

5、定位机构等,并可以非常方便地对 上述机构的位置进行调整。,.任务实现,上一页下一页,返回,皮带输送线的灵活性还体现在以下方面:皮带的运行速度可以根据生产节拍的需要进行调整。皮带的宽度与长度可以根据需要灵活选用。不仅可以在水平面内输送,还可以在具有一定高度差的倾斜方向上实 现倾斜输送。既可以采用单条的皮带输送线,也可以同时采用 条或 条平行的皮 带输送线并列输送而共用电动机驱动系统;各条输送线的方向既可以相同也可以相反,已将不合格的产品反方向送回。既可以作为大型的输送线用于生产线,也可以作为小型或微型的输送 装置用于通常对空间非常敏感的自动化专机上。,.任务实现,上一页下一页,返回,如果将皮带输

6、送线委托给专业制作商制造,只需要向对方提出具体的 尺寸及技术要求即可,方便自动化生产线的快速集成。()结构标准化。皮带输送线的结构相对比较简单,目前基本上已经 是标准化的结构,大部分元件与材料已经实现标准化并可以通过外购 获得,这样就可以实现快速设计、快速制造、低成本制造,提高企业的 市场竞争力。)皮带输送与皮带传动的区别对初学者而言,很容易将皮带输送与皮带传动混淆,为了帮助读者加深 理解,现将两者的联系与区别进行对比说明。,.任务实现,上一页下一页,返回,()皮带传动。皮带传动是指动力的传递环节,通过皮带轮与皮带之 间的摩擦力来传递电动机的扭矩。皮带传动的皮带可以采用多种形 式,如平皮带、形

7、带、同步带、形带等,但在皮带输送中采用的皮 带一般都是平皮带,因为皮带表面要放置被输送的物料。()皮带输送。皮带输送包含了皮带传动,因为皮带输送系统必须对 皮带施加牵引力,这种牵引力来自两个环节:皮带输送系统中的皮带是根据皮带传动的原理直接通过与皮带接触 的皮带轮来驱动的,皮带轮与皮带之间的摩擦力牵引皮带运行。皮带轮的驱动有可能通过皮带传动来实现。,.任务实现,上一页下一页,返回,皮带输送线最终必须通过电动机来驱动,电动机的输出扭矩要传递到 皮带轮上才能驱动输送皮带运动,电动机的输出扭矩通常通过以下三 种方式传递到皮带轮上:齿轮传动;链传动;带传动。由于采用齿轮传动时加工装配都较麻烦,所以目前

8、工程上大量采用带 传动与链传动;由于在带传动方式中同步带传动具有一系列突出的优 点,所以目前大量采用同步带传动方式。,.任务实现,上一页下一页,返回,在小型输送线上也经常省去上述传动环节,将电动机经过减速器后直 接连接到皮带主动轮上,节省空间,简化机构设计。)皮带输送线主要工程应用由于皮带输送线是依靠工件与皮带之间的摩擦力来进行输送的,所以 皮带输送线的功率一般不大,输送的物料包括单件的工件及散装的物 料,主要应用在电子、通信、电器、轻工、食品等行业的手工装配流 水线及自动化生产线上,尤其是在国内珠江三角洲地区、长江三角洲 地区的电子制造行业大量采用皮带输送线组成手工装配流水线,所输 送的工件

9、多为小型、重量轻的单件产品。,.任务实现,上一页下一页,返回,也有少数皮带输送线应用在负载较大的特殊场合,如矿山、建筑、粮 食、码头、电厂、冶金等行业,用于散装物料的自动化输送。如图()所示,为用于手工装配线上的大型皮带输送线实例;如图()所示,为用于物料输送的小型皮带输送线实例。.皮带输送线的结构原理与实例)皮带输送线结构原理各种皮带输送线虽然在形式上有些差异,但其结构原理都是一样的。皮带输送线的结构原理如图 所示。如图 所示,最基本的皮带输送线由以下部分组成:,.任务实现,上一页下一页,返回,()输送皮带。输送皮带运行时,工件或物料依靠与皮带之间的摩擦 力随皮带一起运动,使工件或物料从一个

10、位置输送到另一个位置。上 方的皮带需要运送工件,为承载段;下方的皮带不工作,为返回段。()主动轮。直接驱动皮带,依靠轮与带之间的摩擦力驱动皮带运行。()从动轮。支承皮带,使皮带连续运行。()托板或托辊。直接支承皮带及皮带上方的工件或物料,使皮带不 下垂。对于要求皮带运行时保持高度平整的场合通常在皮带输送段 的下方采用板状的托板,否则就简单地采用能够自由转动的托辊。,.任务实现,上一页下一页,返回,由于皮带返回段上没有承载工件,通常都间隔采用托辊支承。除此之外,完整的皮带输送系统还包括:()定位挡板。由于输送工件时一般需要使工件保持一定的位置,所 以通常都在输送皮带的两侧设计定位挡板或挡条,使工

11、件始终在直线 方向上运动。()张紧机构。由于皮带在运动时会产生松弛,因此需要有张紧机构 对皮带的张力进行调整,张紧机构也是皮带安装及拆卸必不可少的机 构。()电动机驱动系统。,.任务实现,上一页下一页,返回,主动轮的运动必须通过电动机驱动系统来驱动,通常是由电动机经过 减速器后再通过齿轮传动、链传动或同步带传动来驱动皮带主动轮。也有部分情况下将电动机经过减速器减速后直接与皮带主动轮连接,节省空间,如图 所示。通常一套电动机驱动系统能够驱动的负载是有限的,对于长度较长(例 如数十米)的皮带输送线,通常采用多段独立的皮带输送线在一条直 线上安装在一起拼接而成,也就是将多段独立的皮带输送系统按相同

12、的高度固定安装在一条直线方向上。)皮带输送线典型结构实例,.任务实现,上一页下一页,返回,虽然皮带输送系统在形式上各有差异,但主要的结构是相似的,下面以 一种用于某纽扣式电池装配检测生产线的皮带输送系统为例说明其结 构组成。例 某皮带输送系统用于纽扣式锂锰电池装配检测生产线自动输 送工作,工件直径约为,厚度约为,输送线长度约为.()总体结构。图 为工程上用于这一自动化装配生产线的皮带输送系统总体结 构。,.任务实现,上一页下一页,返回,由图 可知,该皮带输送线主要由输送皮带、托板、辊轮、主动轮、张紧轮组成,为了最大限度地简化结构,采用了 只相同结构的辊轮,其中辊轮 的位置是可以左右调整的,用于

13、对皮带的张紧力进行调整,所以称为张紧轮,其余 只辊轮则仅起到支承的作用,也就是通常所说 的从动轮。主动轮 位于最下方,直接驱动皮带运动。由于输送线用于输送单件的工件,要求工件在输送过程中沿直线方向 运动而且要求具有一定的位置精度,所以在皮带的输送线下方设置了 不锈钢托板,支承皮带及工件的重量,而下方的返回段则由于皮带长度 不长而处于悬空状态。,.任务实现,上一页下一页,返回,()主动轮。主动轮是直接接受电动机传递来的扭矩、驱动输送皮带的辊轮。它 依靠与皮带内侧接触面间的摩擦力来驱动皮带,因为要传递负载扭矩,所以辊轮与传动轴之间通过键连接为一个整体,没有相对运动。图 所示实例中主动轮及其驱动机构

14、的详细结构图,如图 所示。主动轮一般通过链传动、齿轮传动、带传动方式来驱动,也可以将电动机减速器的输出轴与主动轮直接连接来驱动,图 就是采用这种直联的方式,结构紧凑,占用空间小。,.任务实现,上一页下一页,返回,图 为某生产线皮带输送系统上另一种采用齿轮传动的主动轮结 构实例。()从动轮。从动轮是指不直接传递动力的辊轮,仅起结构支撑及改变皮带方向的 作用,与皮带一起随动,通常也称为换向轮。从动轮与主动轮的最大 区别为从动轮的轴与轮之间是通过轴承连接,因而轴与轮之间是可以 相对自由转动的,而主动轮的轴与轮是通过键联结成一体的,图 所示实例中从动轮的结构,如图 所示。()张紧机构。,.任务实现,上

15、一页下一页,返回,张紧轮是指辊轮中可以调节其位置的一个辊轮。为了简化结构设计 及制造,通常张紧轮与从动轮的结构设计得完全一样,只是将各从动轮 中的其中一个辊轮位置设计成可调整的,一般都通过调节张紧轮的位置来调节皮带的张紧程度,而其他从动轮的位置一般是固定的。图 所示实例中张紧轮的结构,如图 所示。图 为某生产线皮带输送系统中的另一种张紧轮结构实例,调整螺 钉直接与传动轴连接,通过调整螺钉直接调整张紧轮的位置。,.任务实现,上一页下一页,返回,在某些小型或微型的皮带输送机构上,全部辊轮就只有主动轮及从动 轮两只辊轮,为了简化结构,直接将从动轮设计成可以调整的结构,这 样从动轮既是从动轮又是张紧轮

16、,图 所示实例就是这样的结构。.皮带输送线设计要点在皮带输送线的设计中,读者主要需要掌握以下结构设计要点:)皮带速度皮带输送线中皮带的速度一般为./,可以根据生产线或机 生产节拍的需要通过速度调节装置进行灵活调节。,.任务实现,上一页下一页,返回,根据皮带运行速度的区别,实际工程中皮带输送线可以按以下 种方 式运行:等速输送;间歇输送;变速输送。等速输送就是输送皮带按固定的速度运行。通过调节与电动机配套 使用的调速器将皮带速度调整到需要值,调速器由人工调节设定后,皮 带就以稳定的速度运行。间歇输送是指当需要输送工件时输送皮带运行,当输送皮带上暂时没 有工件时皮带停止运行,其主要目的是根据生产节拍的需要减少空转 时间,节省能源。,.任务实现,上一页下一页,返回,变速输送是指根据输送皮带上工件数量的多少来灵活调节输送皮带的 运行速度,如在用皮带输送线输送工件的生产线上,当某一专机的待操 作工件短缺时则加快输送皮带的速度;反之,当某一专机的待操作工件 较多时则降低输送皮带的速度,其主要目的也是根据生产节拍的需要,节省能源,它是通过对电动机的变频控制来实现的。)皮带材料与厚度输送皮带常用橡胶带