工業(yè)自動(dòng)化控制工業(yè)機(jī)器人.ppt

第六章,工業(yè)機(jī)器人,國(guó)際上，關(guān)于機(jī)器人的定義主要有以下幾種：（1）美國(guó)機(jī)器人協(xié)會(huì)(RIA)的定義：機(jī)器人是“一種用于移動(dòng)各種材料、零件、工具或?qū)Ｓ醚b置的，通過(guò)可編程序動(dòng)作來(lái)執(zhí)行種種任務(wù)的，并具有編程能力的多功能機(jī)械手(manipulator)”。,一、工業(yè)機(jī)器人的定義,第一節(jié)概述,3,（2）日本工業(yè)機(jī)器人協(xié)會(huì)(JIRA)的定義：工業(yè)機(jī)器人是“一種裝備有記憶裝置和末端執(zhí)行器(endeffector)的，能夠轉(zhuǎn)動(dòng)并通過(guò)自動(dòng)完成各種移動(dòng)來(lái)代替人類(lèi)勞動(dòng)的通用機(jī)器”。,（3）美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局(NBS)的定義：機(jī)器人是“一種能夠進(jìn)行編程并在自動(dòng)控制下執(zhí)行某些操作和移動(dòng)作業(yè)任務(wù)的機(jī)械裝置”。（4）國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)的定義：“機(jī)器人是一種自動(dòng)的、位置可控的、具有編程能力的多功能機(jī)械手，這種機(jī)械手具有幾個(gè)軸，能夠借助于可編程序操作來(lái)處理各種材料、零件、工具和專(zhuān)用裝置，以執(zhí)行種種任務(wù)”。,（5）我國(guó)科學(xué)家對(duì)機(jī)器人的定義是：“機(jī)器人是一種自動(dòng)化的機(jī)器，所不同的是這種機(jī)器具備一些與人或生物相似的智能能力，如感知能力、規(guī)劃能力、動(dòng)作能力和協(xié)同能力，是一種具有高度靈活性的自動(dòng)化機(jī)器”。,機(jī)器人的四大特征,仿生特征：模仿人的肢體動(dòng)作自動(dòng)特征：自動(dòng)完成作業(yè)任務(wù)柔性特征：對(duì)作業(yè)具有廣泛適應(yīng)性智能特征：具有對(duì)外界的感知能力,在工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用的機(jī)器人我們稱(chēng)為工業(yè)機(jī)器人。通常對(duì)工業(yè)機(jī)器人的定義是：工業(yè)機(jī)器人是一種能模擬人的手、臂的部分動(dòng)作,按照預(yù)定的程序、軌跡及其它要求,實(shí)現(xiàn)抓取、搬運(yùn)工件或操作工具的自動(dòng)化裝置。,工業(yè)機(jī)器人以剛性高的機(jī)械手臂為主體，與人相比，可以有更快的運(yùn)動(dòng)速度，可以搬更重的東西，而且定位精度相當(dāng)高。它可以很據(jù)外部來(lái)的信號(hào)，自動(dòng)進(jìn)行各種操作。工業(yè)機(jī)器人是應(yīng)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制的替代人進(jìn)行工作的高度自動(dòng)化系統(tǒng)，是典型的機(jī)電一體化的產(chǎn)品。工業(yè)機(jī)器人在實(shí)現(xiàn)智能化、多功能化、柔性自動(dòng)化生產(chǎn)、提高產(chǎn)品質(zhì)量、代替人在惡劣環(huán)境條件下工作中發(fā)揮重大作用。,一、工業(yè)機(jī)器人的定義,二、工業(yè)機(jī)器人的組成,執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（液壓缸、電機(jī)等）檢測(cè)系統(tǒng),工業(yè)機(jī)器人,各組成部分關(guān)系,控制系統(tǒng),驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),執(zhí)行機(jī)構(gòu),操作對(duì)象,檢測(cè)系統(tǒng),二、工業(yè)機(jī)器人的組成,執(zhí)行機(jī)構(gòu)：一種具有和人手臂相似的動(dòng)作功能，可在空間抓放物體或執(zhí)行其他操作的機(jī)械裝置，通常包括：機(jī)座、手臂、手腕和末端執(zhí)行器；,二、工業(yè)機(jī)器人的組成,(1)機(jī)座機(jī)座是工業(yè)機(jī)器人的基礎(chǔ)部件，承受相應(yīng)的載荷，機(jī)座分為固定式和移動(dòng)式兩類(lèi)。(2)手臂手臂是支承手腕和末端執(zhí)行器的部件。它由動(dòng)力關(guān)節(jié)和連桿組成，用來(lái)改變末端執(zhí)行器的空間位置。(3)手腕手腕是連接手臂和末端執(zhí)行器的部件，用以調(diào)整末端執(zhí)行器的方位和姿態(tài)。,二、工業(yè)機(jī)器人的組成,(4)末端執(zhí)行器（或稱(chēng)手部）是機(jī)器人直接執(zhí)行工作的裝置，可安裝夾持器、工具、傳感器等。夾持器可分為機(jī)械夾緊、真空抽吸、液壓夾緊、磁力吸附等。,在手部安裝的某些專(zhuān)用工具，如焊槍、噴槍、電鉆、螺釘螺帽擰緊器等，可視為專(zhuān)用的特殊手部。,二、工業(yè)機(jī)器人的組成,2、控制系統(tǒng)是機(jī)器人的大腦，支配著機(jī)器人按規(guī)定的程序運(yùn)動(dòng)，并記憶人們給予的指令信息(如動(dòng)作順序、運(yùn)動(dòng)軌跡、運(yùn)動(dòng)速度等)，同時(shí)按其控制系統(tǒng)的信息控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)按規(guī)定要求動(dòng)作。,二、工業(yè)機(jī)器人的組成,采用計(jì)算機(jī)控制的工業(yè)機(jī)器人，控制系統(tǒng)分成決策級(jí)、策略級(jí)和執(zhí)行級(jí)三級(jí)。決策級(jí)的功能是識(shí)別環(huán)境、建立模型、將作業(yè)任務(wù)分解為基本動(dòng)作序列；策略級(jí)將基本動(dòng)作變?yōu)殛P(guān)節(jié)坐標(biāo)協(xié)調(diào)變化的規(guī)律，分配給各關(guān)節(jié)的伺服系統(tǒng)；執(zhí)行級(jí)給出各關(guān)節(jié)伺服系統(tǒng)的具體指令。,二、工業(yè)機(jī)器人的組成,3.驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是按照控制系統(tǒng)發(fā)出的控制指令將信號(hào)放大，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)裝置。常用的有電氣、液壓、氣動(dòng)和機(jī)械等四種驅(qū)動(dòng)方式。有些機(jī)器人采用這些驅(qū)動(dòng)方式的組合,如電液混合驅(qū)動(dòng)和氣液混合驅(qū)動(dòng)等驅(qū)動(dòng)方式。,二、工業(yè)機(jī)器人的組成,4、位置檢測(cè)系統(tǒng)主要檢測(cè)工業(yè)機(jī)器人執(zhí)行系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)位置、狀態(tài)，并隨時(shí)將執(zhí)行系統(tǒng)的實(shí)際位置反饋給控制系統(tǒng)，并與設(shè)定的位置進(jìn)行比較，然后通過(guò)控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，使執(zhí)行系統(tǒng)以一定放入精度達(dá)到設(shè)定位置狀態(tài)。常用力、位置、觸覺(jué)、視覺(jué)等傳感器,工業(yè)機(jī)器人的性能特征影響著機(jī)器人的工作效率和可靠性。在設(shè)計(jì)和選用機(jī)器人時(shí)應(yīng)考慮如下幾個(gè)性能指標(biāo)：(1)自由度。工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)自由度是指各關(guān)節(jié)在三維空間對(duì)于固定坐標(biāo)系具有的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)。各關(guān)節(jié)自由度的總和就是工業(yè)機(jī)器人的自由度數(shù)。,三、工業(yè)機(jī)器人的性能特征,自由度數(shù)越高，機(jī)器人可以完成的動(dòng)作越復(fù)雜，通用性越強(qiáng)，應(yīng)用范圍也越廣。每個(gè)自由度需要一個(gè)伺服軸進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，相應(yīng)地帶來(lái)的技術(shù)困難也越大。一般情況下，通用工業(yè)機(jī)器人有36個(gè)自由度。,(2)工作空間。工作空間是指機(jī)器人應(yīng)用手爪進(jìn)行工作的空間范圍。機(jī)器人的工作空間主要取決于臂部的自由度和每個(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)范圍。腕部的自由度主要用來(lái)調(diào)整手部在空間的方位。手指的開(kāi)閉動(dòng)作，僅用于夾放工件或工夾具，它不改變工件或工夾具的空間位置和方位，所一般不計(jì)入機(jī)器人的自由度數(shù)。,直角坐標(biāo)機(jī)器人的工作空間是一個(gè)矩形空間，圓柱坐標(biāo)機(jī)器人的工作空間是一圓柱體，而球坐標(biāo)機(jī)器人的工作空間是一個(gè)球體。,(3)提取重力。提取的重力是反映機(jī)器人負(fù)載能力的一個(gè)參數(shù)，根據(jù)提取重力的不同，可將機(jī)器人分為：微型機(jī)器人，提取重力在10N以下；小型機(jī)器人，提取重力為1050N；中型機(jī)器人，提取重力為50300N；大型機(jī)器人，提取重力為300500N；重型機(jī)器人，提取重力在500N以上。目前實(shí)際應(yīng)用機(jī)器人一般為中、小型機(jī)器人。,(4)運(yùn)動(dòng)速度。運(yùn)動(dòng)速度影響機(jī)器人的工作效率，它與機(jī)器人所提取的重力和位置精度均有密切的關(guān)系。運(yùn)動(dòng)速度高，機(jī)器人所承受的動(dòng)載荷增大，必將在加減速時(shí)承受較大的慣性力，影響機(jī)器人的工作平穩(wěn)性和位置精度。目前的技術(shù)水平而言，通用機(jī)器人的最大直線運(yùn)動(dòng)速度大多在1000mm/s以下。,(5)位置精度。位置精度是衡量機(jī)器人工作質(zhì)量的又一技術(shù)指標(biāo)。位置精度的高低取決于位置控制方式以及機(jī)器人運(yùn)動(dòng)部件本身的精度和剛度，此外還與提取重力和運(yùn)動(dòng)速度等因素有密切的關(guān)系。,四、工業(yè)機(jī)器人的分類(lèi),工業(yè)機(jī)器人的分類(lèi)方法：按坐標(biāo)形式、按控制方式按信息輸入方式按系統(tǒng)功能按驅(qū)動(dòng)方式按用途,1.按坐標(biāo)形式分,（1）直角坐標(biāo)機(jī)器人機(jī)器人的末端執(zhí)行器（或手部）在空間位置的改變是通過(guò)三個(gè)互相垂直的軸線移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。特點(diǎn)：位置精度最高，控制無(wú)耦合，比較簡(jiǎn)單，避障性好，但結(jié)構(gòu)龐大，動(dòng)作范圍小，靈活性差。,坐標(biāo)形式是指執(zhí)行機(jī)構(gòu)的手臂在運(yùn)動(dòng)時(shí)所取的參考坐標(biāo)系的形式。,（2）圓柱坐標(biāo)機(jī)器人機(jī)器人是通過(guò)兩個(gè)移動(dòng)（升降運(yùn)動(dòng)及手臂伸縮運(yùn)動(dòng)）和一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)（腰轉(zhuǎn)）來(lái)實(shí)現(xiàn)末端執(zhí)行器空間位置的改變。腰部轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)及升降運(yùn)動(dòng)通常由機(jī)身來(lái)實(shí)現(xiàn)。,特點(diǎn)：位置精度高、控制簡(jiǎn)單、避障性好，但結(jié)構(gòu)較龐大,（3）極坐標(biāo)機(jī)器人機(jī)器人手臂的運(yùn)動(dòng)由一個(gè)直線運(yùn)動(dòng)和兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)組成，即手臂的伸縮運(yùn)動(dòng)和繞垂直軸線的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)（回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)）、繞水平軸線的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)（俯仰運(yùn)動(dòng)）。通常把回轉(zhuǎn)及俯仰運(yùn)動(dòng)歸屬于機(jī)身。,特點(diǎn)：占地面積小、結(jié)構(gòu)緊湊、位置精度尚可，但避障性差、有平衡問(wèn)題,（4）關(guān)節(jié)坐標(biāo)機(jī)器人關(guān)節(jié)坐標(biāo)機(jī)器人主要由立柱、大臂和小臂組成，立柱繞Z軸做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，形成腰關(guān)節(jié)，立柱和大臂形成肩關(guān)節(jié)，大臂和小臂形成肘關(guān)節(jié)，大臂和小臂做俯仰運(yùn)動(dòng)。,特點(diǎn)：工作范圍大，動(dòng)作靈活，避障性好，但位置精度較低，有平衡問(wèn)題，控制耦合較復(fù)雜,2.按控制方式分,（1）點(diǎn)位控制(PointtoPoint)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)為空間點(diǎn)到點(diǎn)之間的直線運(yùn)動(dòng)，不涉及兩點(diǎn)之間的移動(dòng)軌跡，只在目標(biāo)點(diǎn)處控制機(jī)器人末端執(zhí)行器的位置和姿態(tài)。特點(diǎn)：控制方式簡(jiǎn)單，適用于上下料、點(diǎn)焊等作業(yè)。,（2）連續(xù)軌跡控制（ContinuousPath）機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡可以是空間的任意連續(xù)曲線。機(jī)器人在空間的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程都要控制，末端執(zhí)行器在空間任何位置都可以控制姿態(tài)。,3.按信息輸入方式分,（1）人操作機(jī)械手是一種由操作人員直接進(jìn)行操作的具有幾個(gè)自由度的機(jī)械手。（2）固定程序機(jī)器人按預(yù)先規(guī)定的順序、條件和位置，逐步地重復(fù)執(zhí)行給定的作業(yè)任務(wù)的機(jī)械手。（3）可變程序機(jī)器人它與固定程序機(jī)器人基本相同，但其工作次序等信息易于修改。,特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)獨(dú)立控制系統(tǒng)，造價(jià)低廉，如附設(shè)在加工中心機(jī)床上的自動(dòng)換刀機(jī)械手。（4）程序控制機(jī)器人具有獨(dú)立的控制系統(tǒng)，作業(yè)任務(wù)指令是由計(jì)算機(jī)程序向機(jī)器人提供的，其控制方式與數(shù)控機(jī)床一樣。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工作范圍大，定位精度高，通用性強(qiáng)，適用于不斷變換生產(chǎn)品種的柔性制造系統(tǒng)。,（5）示教再現(xiàn)機(jī)器人這類(lèi)機(jī)器人能夠按照記憶裝置存儲(chǔ)的信息來(lái)復(fù)現(xiàn)由人示教的動(dòng)作。其示教動(dòng)作可自動(dòng)地重復(fù)執(zhí)行。（6）智能機(jī)器人采用傳感器來(lái)感知工作環(huán)境或工作條件的變化，并借助其自身的決策能力，完成相應(yīng)的工作任務(wù)。,五、工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域,弧焊機(jī)器人,激光焊機(jī)器人,電阻焊機(jī)器人,自動(dòng)化焊接機(jī)器人,點(diǎn)焊機(jī)器人,等離子切割機(jī)器人,清潔機(jī)器人,上料機(jī)器人,物料輸送機(jī)器人,材料去除機(jī)器人,包裝機(jī)器人,噴漆機(jī)器人,部件移動(dòng)機(jī)器人,裝配機(jī)器人,打保險(xiǎn)機(jī)器人,自動(dòng)鉆孔機(jī)器人,設(shè)備維護(hù)機(jī)器人,包裝機(jī)器人,堆跺機(jī)器人,涂層機(jī)器人,去毛刺機(jī)器人,磨銷(xiāo)機(jī)器人,高溫噴涂機(jī)器人,六桿并聯(lián)機(jī)床,六、工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展趨勢(shì),（1）提高工作速度和運(yùn)動(dòng)精度，減少自身重量和占地面積。（2）加快機(jī)器人部件的標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化，將各種功能（回轉(zhuǎn)、伸縮、俯仰、擺動(dòng)等）機(jī)械模塊與控制模塊、檢測(cè)模塊組合成結(jié)構(gòu)和用途不同的機(jī)器人。（3）采用新型結(jié)構(gòu)，如微動(dòng)機(jī)構(gòu)、多關(guān)節(jié)手臂、類(lèi)人手指、新型行走機(jī)構(gòu)等，以適應(yīng)各種作業(yè)需要。,（4）研制各種傳感檢測(cè)裝置，如視覺(jué)、觸覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)和測(cè)距傳感器等，來(lái)獲取有關(guān)工作對(duì)象和外部環(huán)境的信息，使其具有模式識(shí)別的能力。（5）利用人工智能的推理和決策技術(shù)，使機(jī)器人具有問(wèn)題求解、動(dòng)作規(guī)劃等功能。,第二節(jié)機(jī)械與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械系統(tǒng)又稱(chēng)機(jī)械操作臂，它主要由末端執(zhí)行器、手腕、手臂機(jī)座組成；,1.末端執(zhí)行器,末端執(zhí)行器則是直接執(zhí)行作業(yè)任務(wù)的裝置；末端執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)和尺寸是依據(jù)其不同作業(yè)任務(wù)要求來(lái)設(shè)計(jì)的，從而形成了多種多樣的結(jié)構(gòu)形式。末端執(zhí)行器安裝在執(zhí)行機(jī)構(gòu)的手腕或手臂的機(jī)械接口上。根據(jù)用途可分為機(jī)械式夾持器、吸附式末端執(zhí)行器專(zhuān)用工具三類(lèi)。,（1）機(jī)械式夾持器,機(jī)械式夾持器組成：手爪、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)裝置等。通過(guò)手爪的開(kāi)、合動(dòng)作實(shí)現(xiàn)對(duì)物料的夾持。,夾持圓柱形物料的機(jī)械式夾持器,1-手爪2-傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3-驅(qū)動(dòng)裝置4-支架5-物料,1）手爪手爪是直接與物料接觸的部件，夾持器松開(kāi)和夾緊物料是通過(guò)手爪的張開(kāi)和閉合來(lái)實(shí)現(xiàn)的。機(jī)械式夾持器的結(jié)構(gòu)形式取決于被夾持物料的形狀和特性。2）傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是向手爪傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，以實(shí)現(xiàn)夾緊和松開(kāi)動(dòng)作的機(jī)構(gòu)。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)按其運(yùn)動(dòng)方式分為回轉(zhuǎn)型和移動(dòng)型，回轉(zhuǎn)型又分為單支點(diǎn)回轉(zhuǎn)型和雙支點(diǎn)回轉(zhuǎn)型。3）驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)裝置是向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)提供動(dòng)力的裝置，它一般有液壓、氣動(dòng)、機(jī)械等驅(qū)動(dòng)方式。,（2）吸附式末端執(zhí)行器,吸附式手部又分為氣吸式和磁吸式：氣吸式手部利用真空吸力及負(fù)壓吸力吸持工件，它適用于抓取薄片、易碎工件，通常吸盤(pán)由橡膠或塑料制成；磁吸式手部利用電磁鐵和永久磁鐵的磁場(chǎng)力吸取具有磁性物質(zhì)的小五金工件。,抓取物料時(shí)，碟形橡膠吸盤(pán)與物料表面接觸，橡膠吸盤(pán)起到密封和緩沖兩個(gè)作用，真空泵進(jìn)行真空抽氣，在吸盤(pán)內(nèi)前形成負(fù)壓，實(shí)現(xiàn)物料的抓取。放料時(shí)，吸盤(pán)內(nèi)通入大氣，失去真空后，物料放下。,氣吸式,（3）多指靈巧手,2.手腕,手腕是連接末端執(zhí)行器和手臂的部件，作用：是調(diào)整或改變末端執(zhí)行器方位，組成：三個(gè)獨(dú)立的回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)。,繞小臂軸線X旋轉(zhuǎn)的臂轉(zhuǎn)相對(duì)于小臂擺動(dòng)的腕擺繞自身軸線旋轉(zhuǎn)的手轉(zhuǎn),設(shè)計(jì)機(jī)器人的手腕結(jié)構(gòu)的時(shí)候要注意：可以由手臂完成的動(dòng)作，盡量不設(shè)置手腕；手腕結(jié)構(gòu)盡可能簡(jiǎn)化，對(duì)不需要三個(gè)自由度的手腕，可采用兩個(gè)或一個(gè)回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)；手腕處的結(jié)構(gòu)要求緊湊，重量輕，驅(qū)動(dòng)裝置多用分離式,3.手臂,手臂：是支持末端執(zhí)行器和手腕的部件，是機(jī)械操作臂中的重要部件。組成：大臂和小臂功能：完成伸縮運(yùn)動(dòng)、回轉(zhuǎn)、升降或上下擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)。作用：是把物料運(yùn)送到工作范圍內(nèi)的給定位置上。手臂結(jié)構(gòu)形式的選取需考慮機(jī)器人的抓取物料重量、運(yùn)動(dòng)方式、速度、自由度數(shù)等。手臂的驅(qū)動(dòng)方式：液壓驅(qū)動(dòng)、氣壓驅(qū)動(dòng)、電力驅(qū)動(dòng)及復(fù)合驅(qū)動(dòng)等。,機(jī)器人手部結(jié)構(gòu),1手部與手腕相連處可拆卸：,手部與手腕處有可拆卸的機(jī)械接口：根據(jù)夾持對(duì)象的不同，手部結(jié)構(gòu)會(huì)有差異，通常一個(gè)機(jī)器人配有多個(gè)手部裝置或工具，因此要求手部與手腕處的接頭具有通用性和互換性。手部可能還有一些電、氣、液的接口：由于手部的驅(qū)動(dòng)方式不同造成。對(duì)這些部件的接口一定要求具有互換性。,一、手部的特點(diǎn),2手部是末端操作器：,可以具有手指，也可以不具有手指；可以有手爪，也可以是專(zhuān)用工具。,末端操作器圖例（1）：,每個(gè)手指有三個(gè)或四個(gè)關(guān)節(jié)。技術(shù)關(guān)鍵是手指之間的協(xié)調(diào)控制。,末端操作器圖例（2）：,3手部是一個(gè)獨(dú)立的部件：,工業(yè)機(jī)器人通常分為三個(gè)大的部件：機(jī)身、手臂（含手腕）、手部。手部對(duì)整個(gè)機(jī)器人完成任務(wù)的好壞起著關(guān)鍵的作用，它直接關(guān)系著夾持工件時(shí)的定位精度、夾持力的大小等。,4手部的通用性比較差：,工業(yè)機(jī)器人的手部通常是專(zhuān)用裝置：一種手爪往往只能抓住一種或幾種在形狀、尺寸、重量等方面相近的工件；一種工具只能執(zhí)行一種作業(yè)任務(wù)。,二、手部的設(shè)計(jì)要求,具有足夠的夾持力。保證適當(dāng)?shù)膴A持精度：手指應(yīng)能順應(yīng)被夾持工件的形狀，應(yīng)對(duì)被夾持工件形成所要求的約束。考慮手部自身的大小、形狀、機(jī)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)自由度：主要是根據(jù)作業(yè)對(duì)象的大小、形狀、位置、姿態(tài)、重量、硬度和表面質(zhì)量等來(lái)綜合考慮。智能化手部還應(yīng)配有相應(yīng)的傳感器：由于感知手爪和物體之間的接觸狀態(tài)、物體表面狀況和夾持力的大小等，以便根據(jù)實(shí)際工況進(jìn)行調(diào)整等。,三、手部的構(gòu)成,主要有手指、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。,1按用途分：,手爪：具有一定的通用性。主要功能是：抓住工件、握持工件、釋放工件。抓?。涸诮o定的目標(biāo)位置和期望姿態(tài)上抓住工件，工件必須有可靠的定位，保持工件和手爪之間的準(zhǔn)確的相對(duì)位置關(guān)系，以保持機(jī)器人后續(xù)作業(yè)的準(zhǔn)確性。握?。捍_保工件在搬運(yùn)過(guò)程中或零件裝配過(guò)程中定義了的位置和姿態(tài)的準(zhǔn)確性。釋放：在指定位置結(jié)束手部和工件之間的約束關(guān)系。工具：進(jìn)行作業(yè)的專(zhuān)用工具。,四、手部的分類(lèi),工件的定位和夾緊：,F,2按夾持方式分：,外夾式手部與被夾件的外表面相接觸。內(nèi)撐式：手部與工件的內(nèi)表面相接觸。內(nèi)外夾持式：手部與工件的內(nèi)、外表面相接觸。,夾持方式圖例：,Z,X,Y,3按手爪的運(yùn)動(dòng)形式分：,回轉(zhuǎn)型當(dāng)手爪夾緊和松開(kāi)物體時(shí)，手指作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)被抓物體的直徑大小變化時(shí)，需要調(diào)整手爪的位置才能保持物體的中心位置不變。平動(dòng)型手指由平行四桿機(jī)構(gòu)傳動(dòng)，當(dāng)手爪夾緊和松開(kāi)物體時(shí)，手指姿態(tài)不變，作平動(dòng)。平移型當(dāng)手爪夾緊和松開(kāi)工件時(shí)，手指作平移運(yùn)動(dòng)，并保持夾持中心的固定不變，不受工件直徑變化的影響。,回轉(zhuǎn)型圖例：,壓縮彈簧,拉伸彈簧,平動(dòng)型圖例：,平移型圖例：,該絲桿的螺紋具有什么特點(diǎn)？,此時(shí)手部是張開(kāi)還是合攏？,4按夾持原理分：,手指式：外夾式、內(nèi)撐式、內(nèi)外夾持式。平移式、平動(dòng)式、旋轉(zhuǎn)式。二指式、多指式。單關(guān)節(jié)式、多關(guān)節(jié)式。吸盤(pán)式：負(fù)壓吸盤(pán)：真空式、噴氣式、擠氣式。磁力吸盤(pán)：永磁吸盤(pán)、電磁吸盤(pán)。,1機(jī)械式手爪結(jié)構(gòu)：,氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)手抓：氣缸驅(qū)動(dòng)活塞平移齒條移動(dòng)扇形齒輪擺動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)擺動(dòng)手爪平動(dòng)其它四種機(jī)械式手爪機(jī)構(gòu)：,五、典型結(jié)構(gòu),氣動(dòng)手爪圖例：,重力式手爪,滑槽式手爪,撥桿杠桿式手爪,機(jī)械手爪圖例：,齒輪齒條式手爪,2電磁吸盤(pán)(1)：,電磁吸盤(pán)的結(jié)構(gòu)：主要由磁盤(pán)、防塵蓋、線圈、殼體等組成。工作原理：夾持工件：線圈通電空氣間隙的存在線圈產(chǎn)生大的電感和啟動(dòng)電流周?chē)a(chǎn)生磁場(chǎng)（通電導(dǎo)體一定會(huì)在周?chē)a(chǎn)生磁場(chǎng)）吸附工件放開(kāi)工件：線圈斷電磁吸力消失工件落位,2電磁吸盤(pán)(2)：,適用范圍：適用于用鐵磁材料做成的工