工业机械手解读.ppt

第13章 工业机械手 1、机械手的组成： （3）控制系统：机械手动作的指挥系统，用来控制动作的顺序、位置、时间、速度和加速度等。 （4）位置检测装置：控制执行机构的运动位置，随时将执行机构的实际位置反馈给控制系统，并与设定的位置进行比较，然后通过控制系统进行调整，使执行机构以一定的精度达到设定的位置。 （2）机械手的分类： 二、手部 手部是机械手直接抓取和握紧物件或夹持专用工具执行作业任务的部件。设计手部时，除满足抓取要求外，还应满足以下几点要求： （1）结构组成 （2）手指夹紧力的计算 机械手工作时，为保证手指能可靠的把工件夹牢所必须的夹紧力计算公式为： 2、吸附式手部 吸附式手部依靠吸附力抓取物料，适用于抓取大平面、易碎、微小等类型的物料。其手部的真空负压吸盘或电磁吸盘是两种常见的吸附力来源。 三、手腕 手腕是连接手部和手臂的部件，其作用是调整或改变手部的方位。机械手的手腕运动一般设有回转运动和上下摆动，其结构相对复杂。故，设计时应该注意如下事项： 四、手臂 手臂的作用是把物料运送到工作范围内的给定位置；支持手部和手腕，承受物料的重量和手部、手腕、手臂自身重量。 2、手臂回转运动机构 3、手臂复合运动机构 手臂运动的驱动力计算 1、手臂水平伸缩运动时的驱动力计算 应 用 实 例 第13章 工业机械手 一、概述 机械手主要由执行机构、驱动系统、控制系统及位置检测装置等组成，各部分之间的相互关系如下图示。 工业机械手是能够模仿人手的部分动作，按给定程序、 轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。 （1）执行机构：包括手部、手腕、手臂和立柱等部件，有的还增设行走机构。 手腕：连接手部和手臂 手臂：支承手腕和手部 立柱：支承手臂 驱动系统 控制装置：控 制驱动系统 法兰盘：外接手 部的机械式接口 （2）驱动系统：驱动执行机构运动的动力装置，常用液压、气动、电力和机械式四种形式。 2、机械手的运动与分类 （1）机械手的运动：机械手以及其手部所夹持的工件（或工具）在空间的位置，由臂部、腕部等组成部件以及整机的各自独立运动的合成来确定。 机械手通常可实现的基本运动包括有：伸缩、回转、摆动、升降夹紧和松开等。 机械手的手臂、手腕、手部及整机主体的运动如下图示： 手腕运动：回转F、上下摆动G、左右摆动H 手部运动：夹紧、松开 整机行走 手臂运动：伸缩A、回转B、上下摆动C、升降运动D 按用途可分类为通用或专用机械手。 按驱动方式可分类为液压、气动、电力和机械驱动机械手。 按控制方式可分类为点位、连续轨迹控制等机械手。 按运动坐标形式可分类为直角、 圆柱、球和关节坐标四种机械手。 直角坐标机械手：由三个相互正交的平移轴组成。手臂可前后伸缩、上下升降和左右横移三个动作。结构简单,定位精度高。 圆柱坐标机械手：由立柱和一个安装在立柱上的水平臂组成手臂可前后伸缩、上下升降和绕立柱转动其结构占据空间位置小，活动范围大。 球坐标机械手：由回转机座、俯仰铰链和伸缩臂组成手臂可前后伸缩、上下和左右摆动。其结构能以简单的机构得到较大的工作范围。 关节坐标型机械手：由大小两手臂和立柱等机构组成。可实现三个方向的旋转运动。具有动作灵活、运动惯性小、动作范围大等优点。 运动速度：是反映机械手生产水平，影响机械手的运动周期和工作效率的参数。 行程范围：对使用性能有较大的影响。 定位精度：是衡量机械手工作质 量的重要指标。 （3）机械手的主要参数 抓取重量（臂力）：指机械手所能抓取或搬运物件的最大重量。是机械手最基本的参数。 （1）手指握力的大小适宜； （2）应保证工件能顺利进入或脱开手指； （3）应具有足够的强度和刚度，且自身重量轻； （4）动作迅速、灵活、准确，通用机械手在更换手部时方便。 手部可根据其用途和结构的不同，分为机械式夹持 器、吸附式末端执行器和专用工具三类。它被安装在操作机手腕或手臂的机械接口上。 1、夹持式手部： 特点：夹持式手部在抓取工件的形状上有较大的适应性。 驱动装置（双作用活塞缸） 传动机构（连杆机构、铰链连接） 手指（或手爪） 指端：手指上直接与被夹持工件接触的部位，其结构形状取决于工件形状。 手部结构按模仿人手手指的动作可分为回转型、移动型等。 夹持器多为双指手爪式。其手爪的运动方式除可分为平移型和回转型外，其回转型手爪又可再分为单支点和双支点；按夹持方式还可分为外夹式和内撑式；按驱动方式可分为电动（电磁）、液压和气动式。 单支点回转型 双支点回转型 平移型 内撑式 FN≥K1K2K3G 安全系数，通常取1.2～2 工件情况系数 方位系数