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标题: 双工位交换方式，项目求助 [打印本页]

作者: 听竹 时间: 2014-6-26 15:17
标题: 双工位交换方式，项目求助
本帖最后由听竹于 2014-6-27 12:36 编辑

成本和速度，设计中经常遇到。

有一个项目，为了提高效率，设计成两个工位，两个工装轮流交换位置，以便并行作业。

工装直径约500，高度400～500，重约40～50Kg。要求1秒内完成A、B两个工装位置的交换。定位精度在2mm以内。不知各位有没有什么好办法？谢谢。
感谢各位社友想了很多办法。

这双工位，如果不用旋转的方式，可以吗？直线的方式，速度是不是更快？

以下只供参考，看完就忘吧。
正在用的办法是做成4个工位，旋转，但速度不敢快，换一次位2秒以上。快了有两个问题，一是强度，旋转部件容易裂，二是旋转后，定位不准。电机刹车刹不住，会过转。

(, 下载次数: 153)

作者: 听竹 时间: 2014-6-26 15:19
谢谢各位社友
沙发自己来

作者: kawa-- 时间: 2014-6-26 15:22
用伺服电机啊

作者: 听竹 时间: 2014-6-26 15:33

kawa-- 发表于 2014-6-26 15:22
用伺服电机啊

谢谢。
四工位旋转时，为了保证强度和平面度，整个旋转的架子做的比较重。四个的空间需要也大。所以转动惯量大。
速度快了，停是个问题。
用减速电机加变频器，加传感器，感觉比大功率的伺服马达更便宜。

作者: 老鹰 时间: 2014-6-26 15:38
@向宏

作者: 囨檞释 时间: 2014-6-26 15:41
不知道你的电机是装在哪个位置？是在A和B中间吗？可以用分割器来实现转一个工位1sec，不过就是不知道你这个规划出来会是多大，而且价格我估计会比你之前的贵。不过你这个精度要求不高，也可以用国产的分割器实现两工位旋转，那样成本会降低很多

作者: 尘世天涯 时间: 2014-6-26 15:45
为什么一定要考虑用电机停呢？
两个工位的话，可以只旋转180度，这样就可以用液压缓冲加挡块的方式。只要保证两个夹具上的挡块在空间错开就可以了。在桌面上固定四个液压缓冲，每两个一组，两个在前连个在后。

作者: 听竹 时间: 2014-6-26 15:45

囨檞释发表于 2014-6-26 15:41
不知道你的电机是装在哪个位置？是在A和B中间吗？可以用分割器来实现转一个工位1sec，不过就是不知道你这个 ...

精度要求不是太高。
如果用分割器，可以考虑2工位或4工位。
国产的有没有便宜的？
国产的只要寿命高，密封性好，普通精度就能满足要求。
之前有考虑槽轮，但感觉强度可能不够。不知有没有使用过槽轮的，觉得怎么样？

作者: 囨檞释 时间: 2014-6-26 15:53

听竹发表于 2014-6-26 15:45
精度要求不是太高。
如果用分割器，可以考虑2工位或4工位。
国产的有没有便宜的？

国产的都比较便宜的，而且精度也能满足你的要求，但质量方面我就敢说了，有时候有客户反应一拿过来就用不起来的也有，所以我也不敢评判。槽轮我就没用过了，不知道能不能满足你的要求

作者: 看我发挥 时间: 2014-6-26 16:24
http://bbs.cmiw.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=337643
之前我们做的类似的东西呢，不过重量要求是5T，时间是15S，精度没有这么高，只是要求不要转过了。

作者: 听竹 时间: 2014-6-26 16:32

看我发挥发表于 2014-6-26 16:24
http://bbs.cmiw.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=337643
之前我们做的类似的东西呢，不过重量要求是5T， ...

有结果了吗？

作者: 听竹 时间: 2014-6-26 16:41

尘世天涯发表于 2014-6-26 15:45
为什么一定要考虑用电机停呢？
两个工位的话，可以只旋转180度，这样就可以用液压缓冲加挡块的方式。只要保 ...

粗略计算，转动所需扭矩约需700Nm。估计较难停住。

作者: 伏虎降龙 时间: 2014-6-26 16:43
气缸助推+可控超越离合器+连杆机构。

作者: 逛逛必威APP精装版下载 时间: 2014-6-26 16:55
液压比较合理也省钱，冲过头加个机械式反向定位机构即可。

作者: 把刀用好 时间: 2014-6-26 19:32
这1秒钟随便就能在加工时间中扣出来的，从这个上面扣有点过了。

作者: 伏虎降龙 时间: 2014-6-26 20:44
气缸助推+小功率伺服电机可搞定。

作者: 街边￥垃圾？ 时间: 2014-6-26 20:53
本帖最后由街边￥垃圾？于 2014-6-26 20:54 编辑

2工位4工位都可，不知道用转塔可以不。1秒钟有点紧，2个秒的公差基本没有问题。

作者: 王飞whut 时间: 2014-6-26 21:28
普通减速电机+变频器+传感器

作者: 听竹 时间: 2014-6-26 21:29

把刀用好发表于 2014-6-26 19:32
这1秒钟随便就能在加工时间中扣出来的，从这个上面扣有点过了。

加工时间也是1S。

作者: 听竹 时间: 2014-6-26 21:30

街边￥垃圾？发表于 2014-6-26 20:53
2工位4工位都可，不知道用转塔可以不。1秒钟有点紧，2个秒的公差基本没有问题。

除了转塔，还有其它方法吗？

作者: 听竹 时间: 2014-6-26 21:32

伏虎降龙发表于 2014-6-26 20:44
气缸助推+小功率伺服电机可搞定。

麻烦你说说具体点

作者: 听竹 时间: 2014-6-26 21:32

王飞whut 发表于 2014-6-26 21:28
普通减速电机+变频器+传感器

麻烦你说说具体点

作者: 伏虎降龙 时间: 2014-6-26 22:13

听竹发表于 2014-6-26 21:32
麻烦你说说具体点

气缸推动一个曲柄，曲柄轴用一个1：2的齿轮带动治具转盘。治具转盘转180度，曲柄转动一周。转盘固定时，气缸曲柄恰好处于上死点位置。由于气缸气体的压缩性，类似于弹性，和治具转盘的惯性组成一个“弹簧-质量”系统，也就是谐振系统。惯性动能与气缸的势能就互相平衡，那么伺服电机需要的功率就大大减少了，是克服摩擦力和锁定用的。
（1）转盘定位时，气缸曲柄恰好在死点位置，所以伺服电机仅用很小的力就可以锁定了。
（2）转盘转动时，伺服电机采用很小的力带动系统脱离死点位置，气缸的推力越来越大，0-90度时气缸起到加速作用，90-180度时气缸起到减速作用。伺服电机跟随运动克服摩擦力。到底180度定位时，气缸又处于死点位置，伺服电机用很小的力就把它锁定了。转换时间根据系统的谐振周期来确定，别说1s，0.1秒都可以做到的。

当然这个系统要启动起来有一套专有的程序，因为单纯一个小伺服电机无法压缩大气缸，所以启动时要逐步提高气缸的气压，多次振动输入能量才能达到预定的快速周期。就像发动机启动时的“减压阀”原理一样的，启动时也是要对气缸进行减压然后逐步提高才容易启动。

当然这个系统单纯伺服电机也是可以做成的，但是强大的能量交换要采用巨大的伺服电机，那个规模有多大也是很容易想像的到的。

作者: 打铁的 时间: 2014-6-26 23:24
回转支承+多伺服同步。

作者: 听竹 时间: 2014-6-27 09:02

看我发挥发表于 2014-6-26 16:24
http://bbs.cmiw.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=337643
之前我们做的类似的东西呢，不过重量要求是5T， ...

这是不是需要一套液压系统？成本高吗，是不是可以用液压马达更容易实现？

作者: 听竹 时间: 2014-6-27 09:13
本帖最后由听竹于 2014-6-27 09:16 编辑

伏虎降龙发表于 2014-6-26 22:13
气缸推动一个曲柄，曲柄轴用一个1：2的齿轮带动治具转盘。治具转盘转180度，曲柄转动一周。转盘固定时，气 ...

降龙兄，你这个方法，很有创新。有没有应用实例？
感觉可行，但冲击估计不小。
伺服电机是控制气缸气压，还是加在曲柄或齿轮上帮过死点？

作者: 听竹 时间: 2014-6-27 09:18

打铁的发表于 2014-6-26 23:24
回转支承+多伺服同步。

打铁兄，好久不见。
多伺服同步，可以详细说说吗？

作者: 33541837 时间: 2014-6-27 09:35
2个轮子通过加限位的方式让他们停止行不行，那样惯性影响因素会不会小点

作者: 伏虎降龙 时间: 2014-6-27 09:48

听竹发表于 2014-6-27 09:13
降龙兄，你这个方法，很有创新。有没有应用实例？
感觉可行，但冲击估计不小。
伺服电机是控制气缸气压 ...

（1）电机加载齿轮或曲柄上都可以，帮助脱离死点，克服摩擦力，和锁定用的。锁定也可以采用另外的机构，如刹车机构等。
（2）气缸的势能和动能平衡时，停止时又恰好处于死点位置，冲击就很小。
（3）气压只有启动时才需要控制，稳定运行时不需要控制。
（4）至于实例，自动化领域的实例没见过，但是发动机领域里有类似的实例。日本有一种能把发动机迅速停止，又迅速发动起来技术。停止时有一个气缸处于压缩死点位置，脱出死点后又可以猛的发动起来，利用气体本身的能力加速或减速，那么启动电机需要的功率就大大减少。该技术据说是为了省油，什么名字忘了。

作者: 听竹 时间: 2014-6-27 10:01

伏虎降龙发表于 2014-6-27 09:48
（1）电机加载齿轮或曲柄上都可以，帮助脱离死点，克服摩擦力，和锁定用的。锁定也可以采用另外的机构，如 ...

这是一种很好的方式，起动的话，是不是也可以另加一个气缸来启动？
估计曲柄或齿轮的冲击挺大的。

推动曲柄的气缸，需要让曲柄转360度，即需要伸出和缩回一次，这个时间，还是需要考虑。

作者: tjtgdlf 时间: 2014-6-27 11:11
180度摆动油缸（或摆动气缸），系统自己考虑。

作者: 听竹 时间: 2014-6-27 12:34
好像这样可行？
(, 下载次数: 109)

作者: 尘世天涯 时间: 2014-6-27 12:44

尘世天涯发表于 2014-6-26 15:45
为什么一定要考虑用电机停呢？
两个工位的话，可以只旋转180度，这样就可以用液压缓冲加挡块的方式。只要保 ...

不一定要用油缸，普通电机加减速机就可以实现。1秒钟转半圈，转速大约是30r/min（忽略加减速的粗略数据）。这个转速是非常容易达到的。假设普通电机转速是3000r/min，买一个多级减速机，减速比是100。液压缓冲就更不是问题了
好像成本也没那么夸张吧。

作者: 听竹 时间: 2014-6-27 12:57

尘世天涯发表于 2014-6-27 12:44
不一定要用油缸，普通电机加减速机就可以实现。1秒钟转半圈，转速大约是30r/min（忽略加减速的粗略数据） ...

如果只是180度，这也是个好办法。
旋转约需要700～1000NM的力，液压缓冲，你觉得效果怎么样？停止时，精度好不好？

作者: 听竹 时间: 2014-6-27 13:04

tjtgdlf 发表于 2014-6-27 11:11
180度摆动油缸（或摆动气缸），系统自己考虑。

需要液压系统吗？

作者: 蓝天心 时间: 2014-6-27 14:52
做成直线的，用液压缸来回推吧！

作者: 伏虎降龙 时间: 2014-6-27 18:41

听竹发表于 2014-6-27 12:34
好像这样可行？

就是这个意思。气压越高，谐振周期越小。稳定运行时，气缸一直充满气，气阀是不需要动作的。

作者: 洋洋0206 时间: 2014-6-27 20:55
减速电机加传感器，加刹车电阻，应该可以搞定！

作者: tk6627963 时间: 2014-6-27 22:47
增加一台加工机，这样换位时间增加到4s

作者: 害怕伏枥 时间: 2014-6-28 06:58
用马氏轮（槽轮），改成4工位似乎容易些。
用作图法可以很清楚地看到马氏轮的转位有很明显的加速和减速过程，冲击力是各种机构中最小的。
结构最简单，制作也没有难度，成本应该最低。

作者: kwj1983 时间: 2014-6-28 14:59
采用普通电机加离合器，离合器采用气动工作。外加一个定位挡块。

作者: 0320040117 时间: 2014-6-29 07:56
我们做过三种方式的， 1.气缸+定位块2.电机加分读盘3.伺服电机+回转支承。成本依次增加希望对你有帮助

作者: GQIANG 时间: 2014-6-29 10:17
要求精度不高，多工位还是转台比较节省空间也容易实现。你可以尝试一下用槽轮加机械定位，你要求的精度是可以达到的。

作者: lc3294 时间: 2014-6-29 11:35
气缸加棘轮机构

作者: wang5204518 时间: 2014-6-29 15:35
学习下，

作者: 寂寞如水 时间: 2014-6-30 07:39
想问一句，1S之内送料机构能否满足搬走一个再放上来一个？

作者: 听竹 时间: 2014-6-30 09:05

害怕伏枥发表于 2014-6-28 06:58
用马氏轮（槽轮），改成4工位似乎容易些。
用作图法可以很清楚地看到马氏轮的转位有很明显的加速和减速过程 ...

好久不见，近来身体可好?
槽轮有考虑。
槽轮没有应用，也没见到应用的实例，对他的强度，没有感觉，不知怎么样？

作者: 听竹 时间: 2014-6-30 09:06

寂寞如水发表于 2014-6-30 07:39
想问一句，1S之内送料机构能否满足搬走一个再放上来一个？

可以的

作者: 听竹 时间: 2014-6-30 09:20

害怕伏枥发表于 2014-6-28 06:58
用马氏轮（槽轮），改成4工位似乎容易些。
用作图法可以很清楚地看到马氏轮的转位有很明显的加速和减速过程 ...

目前，尝试一种方式，做成两层的结构，每层用气缸转90度，两者加起来的180度。来回重复动作。
两层同时转动。估计力得非常大。我觉得不可行，但公司愿意提供经费进行试验，我就试试。

作者: 听竹 时间: 2014-6-30 09:21

0320040117 发表于 2014-6-29 07:56
我们做过三种方式的， 1.气缸+定位块2.电机加分读盘3.伺服电机+回转支承。成本依次增加希望对你有帮助

转动时间怎么样？有多快？

作者: 前景钱 时间: 2014-6-30 10:23
1秒是有点快，期待高手。

作者: 钱伟哥哥 时间: 2014-6-30 13:01
用伺服电机

作者: 辉MVP哥 时间: 2014-6-30 13:32
学习学习

作者: 害怕伏枥 时间: 2014-7-1 02:50
本帖最后由害怕伏枥于 2014-7-1 03:49 编辑

马氏轮用在听竹的这种工况其实是制作最简单，使用最可靠的一种结构。
下面给出马氏轮工作原理简图做说明：
(, 下载次数: 140)
左面上下两行共10个，是驱动轮每转过10度与槽轮的关系图；右面是驱动轮转过45度时与槽轮的关系图。
可以看得出，在驱动轮以匀速转动时，槽轮的转动是极其完美的加速-减速运动，其启动停止自然而然地平稳，没有采用其它驱动方法需要特别对付的运动惯性。
上面图示4工位的马氏轮，如果驱动轮一直以匀速旋转的话，转位用时为每个节拍的1/4，不转的时间为节拍的3/4。如果转动用时1秒，则整个节拍时间为4秒。
但听竹在19楼说，加工时间只有1秒，要提高生产率怎么办？
如果把驱动轮转速提高到每1.33秒/转当然可以，只是结构强度受考验，能不能实现恐怕不好说。
不过现在变频器已经是白菜价，如用变频来解决。设定电机以两种转速交替运行就行。
具体结构方面，放置工件的转盘和槽轮的结合可以用下面的结构：

(, 下载次数: 119)
驱动轮可以直接装在斜齿轮螺旋锥齿轮减速机的输出轴上。
驱动轮的结构可以参照我的另一个帖子http://bbs.cmiw.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=253984《机械设计实例-使用马氏轮的送料装置》。
马氏轮驱动最少工位为3，不过马氏轮结构工位越少，驱动轮需要越大。3工位的结构尺寸不怎么合适。
上面示意图的槽轮外径为600，可能适合听竹工况的要求，一并把它的dwg文件发出。
早晨要去乘今天上海至成都的首趟动车去成都，会有一些日子不能上必威APP精装版下载，这个问题不能继续参加讨论了。

作者: 一切淡定 时间: 2014-7-1 06:16
用油压马达转，类似于双色注塑机的转盘，速度也较快，重要的是，耐用！

作者: 听竹 时间: 2014-7-1 08:53

害怕伏枥发表于 2014-7-1 02:50
马氏轮用在听竹的这种工况其实是制作最简单，使用最可靠的一种结构。
下面给出马氏轮工作原理简图做说明： ...

出外注意身体。
这个结构做方案时，做过动画。
需要的扭矩约为700Nm，最大的加速度约14rad/s^2。担心那个拔销耐用性。现在正在试双层，每层转90度的方案。
后面可能还会考虑双气缸单齿轮推动，加液压缓冲。与槽轮结构进行比较。

(, 下载次数: 94)

作者: supperslz 时间: 2014-7-1 13:44
考虑流水线上的步进式搬送机构

作者: 0320040117 时间: 2014-7-2 12:49
1s 没问题

作者: 573717004 时间: 2014-7-3 14:16
上面是跟什么结构配合的，能不能移动上面的部分？

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