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工業機械手的組成
工業機械手由執行機構、驅動機構和控制機構三部分組成組成。
執行機構
(1)手部
既直接與工件接觸的部分,一般是回轉型或平動型(多為回轉型,因其結構簡單)。手部多為兩指(也有多指);根據需要分為外抓式和內抓式兩種;也可以用負壓式或真空式的空氣吸盤(主要用于吸冷的,光滑表面的零件或薄板零件)和電磁吸盤。傳力機構形式教多,常用的有:滑槽杠桿式、連桿杠桿式、楔塊杠桿式、齒輪齒條平行連桿式、內撐連桿式、右絲杠螺母式、彈簧式和重力式。
(2) 腕部
是連接手部和臂部的部件,并可用來調節被抓物體的方位,以擴大機械手的動作范圍,并使機械手變的更靈巧,適應性更強。手腕有獨立的自
由度。有回轉運動、上下擺動、左右擺動。一般腕部設有回轉運動再增加一個上下擺動即可滿足工作要求,有些動作較為簡單的專用機械手,為了簡化結構,可以不設腕部,而直接用臂部運動驅動手部搬運工件。 目前,應用為廣泛的手腕回轉運動機構為回轉液壓(氣)缸,它的結構緊湊,靈巧但回轉角度小(一般小于 2700),并且要求嚴格密封,否則就難保證穩定的輸出扭距。因此在要求較大回轉角的情況下,采用齒條傳動或鏈輪以及輪系結構。
(3)臂部
手臂部件是機械手的重要握持部件。它的作用是支撐腕部和手部(包括工作或夾具),并帶動他們做空間運動。 臂部運動的目的:把手部送到空間運動范圍內任意一點。如果改變手部的姿態(方位),則用腕部的自由度加以實現。因此,一般來說臂部具有三個自由度才能滿足基本要求,即手臂的伸縮、左右旋轉、升降(或俯仰)運動。 手臂的各種運動通常用驅動機構(如液壓缸或者氣缸)和各種傳動機構來實現,從臂部的受力情況分析,它在工作中既受腕部、手部和工件的靜、動載荷,而且自身運動較為多,受力復雜。因此,它的結構、工作范圍、靈活性以及抓重大小和定位精度直接影響機械手的工作性能。
(4)行走機構
有的工業機械手帶有行走機構,我國的正處于仿真階段。
驅動機構
驅動機構是工業機械手的重要組成部分。根據動力源的不同, 工業機械手的驅動機構大致可分為液壓、氣動、電動和機械驅動等四類。采用液壓機構驅動機械手,結構簡單、尺寸緊湊、重量輕、控制方便、可獲得較大的輸出功率、液體不可壓縮,壓力、流量易于控制,反應靈敏、控位精確等優秀特點。
控制系統分類
在機械手的控制上,有點動控制和連續控制兩種方式。大多數用插銷板進行點位控制,也有采用可編程序控制器控制、微型計算機控制,采用凸輪、磁盤磁帶、穿孔卡等記錄程序。主要控制的是坐標位置,并注意其加速度特性。
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