YHD-SL0102-瓶盖组装机构

案例介绍

一、设计思路

设计目的：

将输送线上的工件2与转盘上的工件1进行拧紧装配

设定场景：

适用于各种瓶盖、工件间拧紧装配的装配场景

动作流程：

1、工件2通过输送部装传输至指定位置

2、取料机械手到达原味进行抓取工件2

3、工件1上料至旋转部装的工位1

4、旋转部装使工件1到达工位2，工件3装配至工件1上

5、组装好的工件1通过旋转部装到达工位3

6、取料机械手到位（工位3上方）

7、气缸伸出使工件2缓慢与工件1接触，电机同步旋转进行工件1和工件2的拧紧

8、气缸回原点，装配好的工件1通过旋转部装到达工位4

9、取出样品，往复以上流程。

二、机构参数

外形尺寸：

L1250xW750xH1141.5(mm)

通用性：

Φ80-100

循环周期：

30（s）

精度：

±0.08/200(mm)

三、示例应用

工件形状：

圆形

工件尺寸：

Φ80*46（mm）

工件重量：

0.5(Kg)

负载重量：

横移组件负载重量M1=26(Kg)、旋转部装负载重量M2=10(Kg)

使用气压：

P=0.5(MPa)

电源：

AC220V 50Hz/DC24V

四、计算过程

注：选型计算公式可在技术文档中查看

单轴机器人选型计算

整体设计工况计算：

以下参考怡合达FA工厂自动化零件-选型技术资料

YBSC13-10-300-BC-P-20-N-C-4 负载47Kg

横移单轴机器人47Kg>26Kg

案例所需负载为26Kg，实际负载为47Kg，因此符合当前设计要求。

闭环步进电机选型计算

参数

公式&注解

取值

1）、机械结构参数

分度盘直径：

DT=（m）

0.45

分度盘厚度：

LT=（m）

0.02

工作物直径：

DW=（m）

0.08

工作物厚度：

LW=（m）

0.046

工作台材质密度：

ρ=（kg/m3）

2780

工作物数量：

中心距离：

（分度盘中心至工作物中心）l=（m）

0.16

定位角度：

θ=°

定位时间：

t=（s）

加减速时间比：

A=（%）

0.3

减速机减速比：

减速机效率：

ηG=

0.95

重力加速度：

G=（m/s）

9.8

加减速时间：

t0=t*A（s）

1.2

选型电机型号（86CME120-BZ）

选型电机扭矩：

TP=（Nm)

选型电机惯量：

JM=（kgm2）

0.000294

2）、电机转速

减速机输出轴角加速度：

βG=

(rad/s2)

0.467261905

减速机输出轴最大转速：

(rpm)

5.357142857

电机轴角加速度：

βm=βG*i（rad/s2）

7.008928571

电机输出轴转速：

NM=N*i（rpm）

80.35714286

因为摩擦负载极小，故忽略：

TL=（Nm）

3）、计算电机轴加速转矩（克服惯量）

工作台的惯量：

JT=

（kgm2）

0.223719848

工作物的惯量：

JW1=

（kgm2）

0.000513975

（工作物同时绕工作物中心轴旋转,如果工作物没有自转，可以不考虑这部分惯量）

工作物质量：

mw=

（kg）

0.64246912

工作物的惯量：

JW=

（kgm2）

0.0679

全负载惯量：

JL=JT+JW=（kgm2）

0.291619848

4）、加速转矩

负载折算到电机轴上的惯量：

JLM=JL/i2=（kgm2）

0.001296088

电机轴加速转矩：

Ts=

（Nm）

0.011731384

安全系数：

必须转矩：

T=（TS+TL）*S=（Nm）

0.035194152

惯量比：

N1=

4.408463317

整体设计工况计算：

电机型号（86CME120-BZ）保持转矩TP=12Nm，转子惯量JM=0.000294kgm2

案例所需转矩0.03519Nm，实际转矩12Nm，转矩符合设计要求

案例惯量比4.4084≤5，因此电机符合当前设计要求

气缸选型计算

1）、机械结构参数

倾斜度：

θ=°(水平0°，垂直90°)

负载重量：

M=（kg）

工作气压力：

P=（MPa）(应≤减压阀进口压力*85%)

0.5

摩擦系数：

u=（参考说明）

0.3

负载率(安全系数)：

η=

0.65

气缸运行时间：

t=（s）

气缸启动时间：

t0=（s）

0.1

气缸刹车时间：

t1=t0=（s）

0.1

负载行程：

L0=（mm）

2）、计算所需最小缸径

最大线速度：

V=V0=L0/(t-t0)=（mm/s）

55.55555556

加速度：

a=V/t0=（m/s²）

0.555555556

负载需最小力：

F0=mg(sinθ+μcosθ)+ma=（N）（未考虑η）

207.1111111

气缸理论出力：

F=F0/η=（N）（已考虑η）

318.6324786

推力最小缸径：

D1=

（mm）

28.49214792

初设杆径：

d0=（mm）

拉力最小缸径：

D2=（mm）

28.77155702

整体设计工况计算：

气缸型号（WGN06-32-50-2-G）前进出力F1=394（N），后退出力F2=338.1（N）

案例所需出力318.63N，<F1&F2，因此气缸符合设计要求