直動型弧面凸輪機械手的設(shè)計
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- 直動型弧面凸輪機械手的設(shè)計1.1 課題的背景及意義
當前機械產(chǎn)品正沿著兩個方向發(fā)展，一是大型化、自動化、成型化；二是小型化、多功能、結(jié)構(gòu)簡單、使用可靠。在此發(fā)展過程中，各種各樣的自動機械占有令人注目的地位。
近年來，隨著社會的發(fā)展，機械與自動控制技術(shù)結(jié)合已成為現(xiàn)代機械制造生產(chǎn)系統(tǒng)中一個重要組成部分。它的發(fā)展很快融和了當今先進的自控技術(shù)、信息處理技術(shù)、先進制造技術(shù)等新興技術(shù)，逐漸形成了一門新的科學(xué)。通過前些天參觀中國西部國際裝配制造業(yè)博覽會，對此也感受頗深。盡管此自動機械手發(fā)展很快，但仍不能取代純機械的機械手，因為后者在可靠性尤其是價格方面都具有十分突出的優(yōu)越性。弧面凸輪機械手作為一種新型機械手，具有結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性好、成本低、精度高的特點，在現(xiàn)代場合仍具有十分重要的地位。
弧面凸輪機械手可以代替工人機械而繁重的勞動，是一種高效的自動化生產(chǎn)設(shè)備。在國外，特別是美國、日本已有其定型產(chǎn)品。我國關(guān)于這方面的研究還處于初期階段，基于國內(nèi)此類產(chǎn)品缺乏，使用者大多依靠進口，相應(yīng)的使生產(chǎn)成本增加。因此，研制生產(chǎn)迫在眉睫。本課題就是在這樣的情況提出的。
1.2 凸輪機構(gòu)的發(fā)展概況
凸輪機構(gòu)是一種由凸輪、從動件和機架組成的傳動機構(gòu)，通常以凸輪作為機構(gòu)的原動件。其運動方式主要為連續(xù)回轉(zhuǎn)和往復(fù)擺動。工程中，大多根據(jù)從動件的運動狀態(tài)（包括位移、速度、加速度等）來設(shè)計凸輪的輪廓數(shù)據(jù)。早期的工程技術(shù)人員大多采用繪制法繪制凸輪輪廓。這種方法不但效率低且精度差，很難精確地得到壓力角和曲率半徑，大多也僅限于平面凸輪的設(shè)計中。
隨著計算機的廣泛應(yīng)用，以矢量法、非線性規(guī)劃法為代表的各種新算法相繼出現(xiàn)，把凸輪輪廓參數(shù)的計算推進到了一個嶄新的階段。
近年來，凸輪的計算機輔助設(shè)計/制造（CAD/CAM）研究也獲得了初步成果，設(shè)計者利用計算機終端，只要給定原始的數(shù)據(jù)即可設(shè)計出總體上最優(yōu)的凸輪。可直接通過數(shù)控機床，并對刀具磨損、加工時的熱變形等不定因素進行自適應(yīng)控制就可加工出高精度的凸輪。且隨著新工藝、新材料的不斷涌現(xiàn)，凸輪的設(shè)計與制造已變得比較方便，可以預(yù)計，凸輪機構(gòu)在自動機械中的應(yīng)用范圍將越來越廣泛，其工作性能將獲得明顯的改善，從而將更好的促進自動機械的發(fā)展。
1.3 凸輪機構(gòu)的種類與特點
凸輪機構(gòu)形式繁多，是一種小型、簡易、精密的機械，且因為它兼有傳動、導(dǎo)向及控制個機構(gòu)的各種功能，而得到了廣泛地應(yīng)用。可產(chǎn)生復(fù)雜的運動軌跡，實現(xiàn)非等速運動等。其工作特點和設(shè)計方法隨機構(gòu)形式而異，一般按凸輪的幾何形狀分類。
詳細可見下面圖2-1。
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