浅析一种龙门桁架自动送料装置

摘要：本该龙门桁架自动送料装置主要由四部分组成：动力装置、移动装置、拾取装置和安装机架;首先对通用件进行了选型计算，在对通用件进行计算校核，然后设计完成各部件的具体结构;通过龙门桁架自动送料装置能够使机械手拾取吸音棉后实现三轴联动。从而增加了生产效率，丰富了相关技术。

关键词：龙门式桁架机构;机械手;三轴联动

选择和研究设计方案能够降低生产成本和提高工作效率。设计龙门桁架自动送料装置能够满足实际生产需要进而提升国民幸福指数。通过关键零部件选型和重要结构设计计算，设计一款成熟可靠的龙门桁架自动送料装置，其主要功能为了实现能完成汽车顶棚主要几块较大的海绵垫块的自动分类及送料。

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1.1龙门桁架自动送料装置工作原理

通过分析龙门桁架自动送料装置的机械原理，设计了龙门桁架自动送料装置，其由电机、联轴器、丝杠、导轨、滑块、轴承座、主轴、带轮皮带、皮带压块、气缸和支架等零部件组成，通过一部机器就能完成对汽车顶棚吸音棉的抓取、运输和放开功能。本文选择电机作为驱动装置，通过联轴器将电机动力传递至丝杠，丝杠转动驱动螺母座发生移动从而实现机械手在X轴和Z轴方向的移动。通过电机驱动主轴转动带动带轮运转，皮带压块一端固定在Y轴支架上，另一端将皮带压紧使Y轴支架在皮带的作用下在导轨上横向移动，实现机械手在Y轴方向的移动;通过气缸的伸缩完成对汽车顶棚吸音棉的抓取和放开。

1.2龙门桁架自动送料装置总体设计

为了能够实现龙门桁架自动送料装置的各项功能，将其组成机构主要分为三个部分，动力产生部分、动力传递及执行部分和支撐结构部分，各部分相互配合以实现装置的各项功能。

上述结构方案包括五部分，龙门桁架自动送料装置动力机构、龙门桁架自动送料装置X轴和Z轴位移机构、龙门桁架自动送料装置Y轴位移机构、龙门桁架自动送料装置机械手机构和龙门桁架自动送料装置机架。龙门桁架自动送料装置动力机构，选用电机提供动力源。龙门桁架自动送料装置X轴和Z轴位移机构，通过联轴器将电机动力传递至丝杠，丝杠转动驱动螺母座发生移动从而实现机械手在X轴和Z轴方向的移动。龙门桁架自动送料装置Y轴位移机构，通过电机驱动主轴转动带动带轮运转，皮带压块一端固定在Y轴支架上，另一端将皮带压紧使Y轴支架在皮带的作用下在滑轨上横向移动，实现机械手在Y轴方向的移动。龙门桁架自动送料装置机械手机构，通过气缸的伸缩完成对汽车顶棚吸音棉的抓取和放开。龙门桁架自动送料装置机架，通过型钢和钢板焊接在一起提供了一个稳定的运行平台，兼顾了操作方便，设计机架装置，保证整体设计平稳高效。

1.3龙门桁架自动送料装置动力机构设计

动力机构的作用是为整套机械装置提供生产运行的动力，因此动力机构设计选型是否合理决定着机械装置能否按计划完成设计目标。目前在机械系统中常用的动力主要有柴油机、汽油机、电动机、液压马达和一些新能源动力机等。根据龙门桁架自动送料装置的设计方案和结构特性，综合考虑设备的后期维护和使用成本等因素，龙门桁架自动送料装置的动力源采用电机较为合适。

1.4龙门桁架自动送料装置Z轴位移机构设计

本次设计的龙门桁架自动送料装置Z轴位移机构主要由电机、联轴器、轴承座、丝杠、导轨、螺母座等组成，其作用是通过联轴器将电机的动力传递至丝杠，再由丝杠转动驱动螺母座在直线导轨上发生移动从而实现机械手在Z轴方向的移动

1.5龙门桁架自动送料装置X轴位移机构设计

本次设计的龙门桁架自动送料装置X轴位移机构主要由电机、联轴器、轴承座、丝杠、导轨、螺母座等组成，其作用是通过联轴器将电机的动力传递至丝杠，再由丝杠转动驱动螺母座在直线导轨上发生移动从而实现机械手在X轴方向的移动。

1.6龙门桁架自动送料装置Y轴位移机构设计

龙门桁架自动送料装置Y轴位移机构主要由电机、主轴、带轮皮带和皮带压块等组成，其作用是通过电机驱动主轴转动带动带轮运转，皮带压块一端固定在Y轴支架上，另一端将皮带压紧使Y轴支架在皮带的作用下在导轨上横向移动，实现机械手在Y轴方向的移动。

1.7龙门桁架自动送料装置机械手机构设计

龙门桁架自动送料装置机械手机构主要由气缸和支架等组成，其作用是通过气缸的伸出将探针插入汽车顶棚吸音棉内完成对汽车顶棚吸音棉的抓取，再通过气缸的收回完成对汽车顶棚吸音棉的释放。

1.8龙门桁架自动送料装置机架设计

机架作为本装置重要的组成部分，其主要作用是为了承载本装置的各零部件以及提供合理的安装接口。因此在设计机架的时候要考虑龙门桁架自动送料装置在完成对物料的抓取、运输和放开过程中需要关注的重点和难点问题，保证装置平稳运行，因此机架对于本装置而言也较为重要。

2机械手的设计

龙门式上下料机械手机械手机构主要由气缸和支架等组成，其作用是通过气缸的伸出将插针插入汽车顶棚吸音棉内完成对汽车顶棚吸音棉的抓取，再通过气缸的收回完成对汽车顶棚吸音棉的释放。

为了保证龙门桁架自动送料装置设计的合理性、可靠性并且能够满足实际使用需求，本文特意对关键零部件、重要结构进行设计计算，尽量使用更为经济合理的设计方案。并且不断完善设计方案、整体装置布置，保证工作效率和质量的同时，龙门桁架自动送料装置工作过程中零部件不能发生干涉。

参考文献：

[1]刘明保，吕春红等.机械手的组成机构及技术指标的确定.河南高等专科学校学报，2004.1.1-4

[2]李超，气动通用上下料机械手的研究与开发.陕西科技大学，2003

[3]陆祥生，杨绣莲.机械手.中国铁道出版社，1985.1

[4]张建民.工业机械人.北京：北京理工大学出版社，1992

作者简介：麦旭（1998-2）性别：男，汉族，籍贯：广西玉林：学历：本科在读，职称：无，单位：柳州工学院，研究方向：机械设计制造及其自动化。