工业机械手在生产中的应用

机械手是工业自动控制领域中经常遇到的一种控制对象。机械手可以完成许多工作， 如搬物、装配、切割、喷染等等，应用非常广泛广泛。

在现代工业中，生产过程中的自动化已成为突出的主题。各行各业的自动化水平越来越 高，现代化加工车间，常配有机械手，以提高生产效率，注塑机机械手价格，完成工人难以完成的或者***的工作。可在机械工业中，加工、装配等生产很大程度上不是连续的。据资料介绍，美国生产的 全部工业零件中，有75%是小批量生产；金属加工生产批量中有四分之三在50件以下，零件真正在机床上加工的时间仅占零件生产时间的5%。从这里可以看出，装卸、搬运等工序机械 化的迫切性，工业机械手就是为实现这些工序的自动化而产生的。目前在我国机械手常用于 完成的工作有：注塑工业中从模具中快速抓取制品并将制品传诵到下一个生产工序；机械手加工行业中用于取料、送料；浇铸行业中用于提取高温熔液等等。本文以能够实现这类工作 的搬运机械手为研究对象。下面具体说明机械手在工业方面的应用。

机械手的基本结构

机械手主要由执行机构、驱动系统、控制系统以及位置检测装置等所组成。执行机构主要是机械手赖以完成工作任务的实体，通常由杆件和关节组成。从功能的角度，执行机构可分为：手部、腕部、臂部、腰部和基座等。

1.手部

手部又称末端执行器，是工业机械手直接进行工作的部分，可以是各种夹持器。有时人们也把诸如电焊枪、油漆喷头等划作机器手的手部。气动手指是模拟人的手指抓紧工件，以实现机械手的动作的气缸。按结构特点可分为旋转驱动型、平行开闭型、支点开闭型和三爪开闭型。

2.腕部

腕部与手部相连，主要功能是带动手部完成预定姿态，是操作机的中结构***为复杂的部分。手腕有***的自由度。有回转运动、上下摆动、左右摆动。一般腕部设有回转运动再增加一个上下摆动即可满足工作要求，有些动作较为简单的专用机械手，为了简化结构，可以不设腕部，而直接用臂部运动驱动手部搬运工件。

目前，注塑机机械手厂家，应用***为广泛的手腕回转运动机构为回转气压缸，它的结构紧凑，灵巧但回转角度小，一般小于 270度，注塑机机械手，并且要求严格密封，否则就难保证稳定的输出扭距。因此在要求较大回转角的情况下，立式注塑机机械手，采用齿条传动或链轮以及轮系结构。

3.臂部

手臂部件是机械手的重要握持部件。它的作用是支撑腕部和手部（包括工作或夹具），并带动他们做空间运动。

臂部运动的目的：把手部送到空间运动范围内任意一点。如果改变手部的姿态（方位），则用腕部的自由度加以实现。因此，一般来说臂部具有三个自由度才能满足基本要求，即手臂的伸缩、左右旋转、升降（或俯仰）运动。

手臂的各种运动通常用驱动机构（如液压缸或者气缸）和各种传动机构来实现，从臂部的受力情况分析，它在工作中既受腕部、手部和工件的静、动载荷，而且自身运动较为多，受力复杂。因此，它的结构、工作范围、灵活性以及抓重大小和***精度直接影响机械手的工作性能。

机械手的手指夹紧力的计算：

1.手指对工件的夹紧力可按下式计算： Ｎ≥Ｋ1×Ｋ2×Ｋ3×Ｇ kgf 式中

Ｋ1—— 安全系数（通常取１.5－２）；

Ｋ2—— 工作情况系数，主要考虑惯性力的影响， 可按Ｋ2＝１＋a/g估算．a为机械手在搬运工件过程的加速度 m/s2g为重力加速度m/s2；

Ｋ3——方位系数Ｇ——被抓持工件的重量kg

2.驱动力的计算

手指夹持工件所需要驱动力的大小，在同一夹紧力的条件下，随所采用的传动结构的不同而异。但其计算方法都是按照具体的传动机构进行力的分析，根据力系平衡原理来进行的。 P1=N×a/b×sinΨ/sin(Ψ a) 根据受力的平衡条件可得驱动力为: P=2×P1×sina=2Na/b×sinΨ×sina/sin(Ψ a)

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