第2章 上料自動(dòng)化4

2023/1/11武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院1五、上料機(jī)械手1基本結(jié)構(gòu)2主要規(guī)格參數(shù)3典型手部型式2023/1/11武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院22023/1/11武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院3三大類主要用于工件的裝卸、裝配、輸送的夾持，以實(shí)現(xiàn)機(jī)床作業(yè)自動(dòng)化和工位間輸送工件。專用機(jī)械手通用機(jī)械手架空式機(jī)械手專用機(jī)械手與一般自動(dòng)上料裝置一樣，是附屬于機(jī)床的輔助裝置。為特定的作業(yè)需要而設(shè)計(jì)制造的，與機(jī)床的工作循環(huán)相配合，由機(jī)床控制系統(tǒng)進(jìn)行控制。自由度較少，結(jié)構(gòu)不太復(fù)雜。是一種獨(dú)立的自動(dòng)化裝置，動(dòng)作程序可以改變，工作范圍可以調(diào)整以適應(yīng)不同的要求。結(jié)構(gòu)和控制都比較復(fù)雜。通用機(jī)械手是一種自動(dòng)線的輸送方式，它不僅能自動(dòng)裝卸工件，而且擔(dān)負(fù)工位間的傳送工作，結(jié)構(gòu)原理與專用機(jī)械手無原則區(qū)別。傳動(dòng)與控制與自動(dòng)線的傳動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)有聯(lián)系。架空式機(jī)械手機(jī)械手類型2023/1/11武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院4機(jī)械手為了完成裝卸工件的各個(gè)動(dòng)作，必須具有一定的自由度。

——機(jī)械手在工作空間中，所具有的沿三個(gè)坐標(biāo)軸移動(dòng)或繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)數(shù)。主要用于工件的裝卸、裝配、輸送的夾持，以實(shí)現(xiàn)機(jī)床作業(yè)自動(dòng)化和工位間輸送工件。1、機(jī)械手的基本結(jié)構(gòu)2023/1/11武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院5工業(yè)機(jī)器人鉸接臂機(jī)械手1計(jì)算機(jī)控制器2液壓裝置3和電力裝置42023/1/11武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院6機(jī)器人各部分的功用當(dāng)機(jī)械手的大臂、小臂和手按指令有規(guī)律地運(yùn)動(dòng)時(shí)，手端夾持器（圖中未示出）便將物料搬運(yùn)到預(yù)定的位置。在這部機(jī)器中，機(jī)械手是傳遞運(yùn)動(dòng)和執(zhí)行任務(wù)的裝置．是機(jī)器的主體部分，電力裝置和液壓裝置提供動(dòng)力，計(jì)算機(jī)實(shí)施控制。2023/1/11武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院7手部用來抓起和夾持工件。其結(jié)構(gòu)和形狀取決于工件的形狀和大小。一般不計(jì)在機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)自由度之內(nèi)主要用于工件的裝卸、裝配、輸送的夾持，以實(shí)現(xiàn)機(jī)床作業(yè)自動(dòng)化和工位間輸送工件。腕部用來聯(lián)結(jié)手部和臂部，用來改變工件的方向—回轉(zhuǎn)180°、掉頭等。對(duì)于運(yùn)動(dòng)自由度少結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的機(jī)械手，常常沒有腕部結(jié)構(gòu)。臂部用來支承手部和腕部。是空間運(yùn)動(dòng)自由度最多的部分——從取料位置到機(jī)床的上料位置之間的動(dòng)作。機(jī)械手的基本結(jié)構(gòu)2023/1/11武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院8關(guān)節(jié)（Joint）：即運(yùn)動(dòng)副，允許機(jī)器人手臂各零件之間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。連桿（Link）：機(jī)器人手臂上被相鄰兩關(guān)節(jié)分開的部分。相關(guān)術(shù)語及性能指標(biāo)2023/1/11武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院9自由度（Degreeoffreedom）：或者稱坐標(biāo)軸數(shù)，是指描述物體運(yùn)動(dòng)所需要的獨(dú)立坐標(biāo)數(shù)。手指的開、合，以及手指關(guān)節(jié)的自由度一般不包括在內(nèi)。剛度（Stiffness）：機(jī)身或臂部在外力作用下抵抗變形的能力。它是用外力和在外力作用方向上的變形量（位移）之比來度量。2023/1/11武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院10定位精度（Positioningaccuracy）：指機(jī)器人末端參考點(diǎn)實(shí)際到達(dá)的位置與所需要到達(dá)的理想位置之間的差距。重復(fù)性（Repeatability）或重復(fù)精度：在相同的位置指令下，機(jī)器人連續(xù)重復(fù)若干次其位置的分散情況。它是衡量一列誤差值的密集程度，即重復(fù)度。oo2023/1/11武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院11工作空間（Workingspace）：機(jī)器人手腕參考點(diǎn)或末端操作器安裝點(diǎn)（不包括末端操作器）所能到達(dá)的所有空間區(qū)域，一般不包括末端操作器本身所能到達(dá)的區(qū)域。2023/1/11武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院12/55注意：不同的書上，運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的符號(hào)表示可能不一樣。（a）表示手指（末端執(zhí)行器）；（b）表示垂直、升降運(yùn)動(dòng)；（c）表示水平伸縮運(yùn)動(dòng)；（d）表示回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；（e）表示俯仰運(yùn)動(dòng)。

機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖2023/1/11武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院13直角坐標(biāo)式圓柱坐標(biāo)式球坐標(biāo)式2023/1/11武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院14關(guān)節(jié)坐標(biāo)式（a）直接驅(qū)動(dòng)型（b）平行連桿型（c）偏置型（d）平面型2023/1/11武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院151234561234562023/1/11武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院162、主要規(guī)格參數(shù)抓重(又稱臂力)：額定抓取重量或稱額定負(fù)荷，單位為kg(必要時(shí)注明限定運(yùn)動(dòng)速度下的抓重)。自由度數(shù)目和坐標(biāo)形式定位方式：驅(qū)動(dòng)方式手臂運(yùn)動(dòng)參數(shù)手指夾持范圍(mm)和握力(N)

定位精度2023/1/11武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院17結(jié)構(gòu)形式真空吸盤式電磁式機(jī)械式：夾鉗式

機(jī)械手的手部是結(jié)構(gòu)型式最多的部分，它既決定于被抓起的工件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸和重量，同時(shí)其夾爪的傳動(dòng)方式要與臂部和腕部的傳動(dòng)方式相適應(yīng)3、典型手部型式及傳動(dòng)機(jī)械氣動(dòng)液壓傳動(dòng)方式2023/1/11武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院18增力比夾爪的驅(qū)動(dòng)力P與其獲得的夾緊力FN

之比

2023/1/11武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院19滑槽杠桿式手指

2023/1/11武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院20連桿杠桿式手指

2023/1/11武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院21手部的型式與傳動(dòng)2023/1/11武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院22手部的型式與傳動(dòng)2023/1/11武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院23手部的型式與傳動(dòng)2023/1/11武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院241.滑槽杠桿式手部手部(手爪)結(jié)構(gòu)2023/1/11武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院252.齒輪齒條式手部3.滑塊杠桿式手部2023/1/11武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院264.斜楔杠桿式5.移動(dòng)型連桿式手部2023/1/11武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院276.齒輪齒條式手部7.內(nèi)漲斜塊式手部8.連桿杠桿式手部2023/1/11武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院28手指類型：2023/1/11武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院29電磁式吸盤氣吸式吸盤常見的另兩種手部:滾動(dòng)軸承座圈鋼板齒輪多孔鋼板雙吸頭吸盤多吸頭吸盤吸取瓦楞板雙吸頭吸盤雙吸頭架式吸盤多吸頭板式吸盤2023/1/11武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院30其它手部:2023/1/11武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院31——影響手部的姿態(tài)（方位）腕部結(jié)構(gòu)2023/1/11武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院32——臂部確定手部的位置臂部結(jié)構(gòu)2023/1/11武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院33回轉(zhuǎn)型和平移型手指

2023/1/11武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院34夾鉗式手指設(shè)計(jì)的基本要求

具有足夠的夾緊力具有一定的開閉角度，便于抓起和退出工件保證工件能準(zhǔn)確定心或定位，使之能順利安裝到機(jī)床夾具中盡可能結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕，有利于減輕臂部的負(fù)載應(yīng)根據(jù)條件考慮通用性。2023/1/11武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院35機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)分析主要用于工件的裝卸、裝配、輸送的夾持，以實(shí)現(xiàn)機(jī)床作業(yè)自動(dòng)化和工位間輸送工件。2023/1/11武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院36機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)分析主要用于工件的裝卸、裝配、輸送的夾持，以實(shí)現(xiàn)機(jī)床作業(yè)自動(dòng)化和工位間輸送工件。機(jī)械手裝卸料的過程都可以分解成若干個(gè)簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)。2023/1/11武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院37機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)分析主要用于工件的裝卸、裝配、輸送的夾持，以實(shí)現(xiàn)機(jī)床作業(yè)自動(dòng)化和工位間輸送工件。

機(jī)械手裝卸料的過程除了由一些簡(jiǎn)單的直線往復(fù)、擺動(dòng)往復(fù)和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)組合外，也可以利用某些傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使之完成連續(xù)的復(fù)合運(yùn)動(dòng)——簡(jiǎn)化機(jī)械手的傳動(dòng)系統(tǒng)。2023/1/11武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院38主要用于工件的裝卸、裝配、輸送的夾持，以實(shí)現(xiàn)機(jī)床作業(yè)自動(dòng)化和工位間輸送工件。機(jī)械氣動(dòng)液壓。傳動(dòng)方式機(jī)械傳動(dòng)用凸輪、杠桿、齒輪齒條等機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)預(yù)定的動(dòng)作。動(dòng)作順序可靠，調(diào)整不夠靈活。機(jī)械手的傳動(dòng)2023/1/11武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院39氣壓傳動(dòng)動(dòng)作速度高，慣性較大，容易引起沖擊和送料不準(zhǔn)?！仨氃O(shè)置緩沖裝置。（液壓緩沖）2023/1/11武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院40液壓傳動(dòng)應(yīng)用最多的傳動(dòng)方式。臂部和腕部的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)——活塞式油缸