No.007075 工件反转转移机构

规格

目的・动作

• 目的
  将传送带上的工件旋转90度并转移到下一道工序。
  此时，夹紧机构通过连杆旋转90度，传送方向相同时，工件方向为180度反转。
• 动作
  夹具下降→夹持工件→夹具上升→90度转移旋转、90度工件旋转→夹具下降→松开工件→夹具上升

对象工件

• 接头
  规格：W50×D10×H15mm
  重量：0.1kg

特点

规格・尺寸

• 转移角度：90度
• 工件的旋转角度：90度
• 气缸行程：20mm
• 夹紧量行程：10mm
• 外形尺寸：W100 x D317 x H296 (旋转前)

主要零件的选型依据

• 将固定连杆长度与移动连杆长度之比设为1:1。
• 须抑制惯性力，如减轻摆动零件的重量等。
• 齿轮的强度须可承受惯性力。
• 选择气动夹具夹持力时须考虑摩擦系数和工件重量。

设计要点

主要零件的计算过程

• 脉冲马达承受的惯性力矩较为重要，马达的选型计算如下所示
  • 90度角的移动时间t 1 ：0.5sec
  • 加速时间t 0 ：0.1sec
  • 摆动、旋转臂的惯性矩：J 1 =4.063×10 ⁻² ㎏・㎡
  • 马达输出轴上齿轮的惯性矩：J 2 =3.598×10 ⁻ ⁵　㎏・㎡
  • 作用于马达输出轴的惯性矩：已通过齿轮，因此JL=J 1 ×(小齿轮的齿数/大齿轮的齿数) ² +J 2 =1.019×10 ⁻² ㎏・㎡
  • 动作脉冲数： A=θ/θs=1250 Pulse
    其中，动作角度：θ＝90°、脉冲马达的最小步进角：θs＝0.072°
  • 运行脉冲速度： f2=A/(t0-t1)=3125Hz
  • 运行速度：ＮＭ＝θs/360×ｆ 2 ×60＝37.5r/min
  • 马达转子的惯性矩：J 0 =2.8×10 ⁻ ⁵
  • 马达的齿轮比：i=10
  • 计算加速扭矩：Ta=(J 0 ・i ² +JL)/9.55×NM/t 1 =0.51N・m
  • 计算所需扭矩：TM=Ta×安全系数=1.02N・m　（此处将安全系数设为2）　根据马达扭矩特性表选择马达，无问题。
  • 确认惯量比：JL/(J 0 ×i ² )=3.64≦10　无问题。

构造制作与设计要点

• 固定旋转中心的主轴和主轴附带的连接臂。
• 旋转前端的夹具须可上升和旋转。