多工位冲床专用机械手的组成分析

1．机械手的组成
 

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组成。各系统相互之间的关系如图1.1所示。  

 

(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。 手部，即与物件接触的部件。

由于与物件接触的形式不同，可分为夹持式和吸附式，在本次设计中我采用了夹持式手部结构。

夹持式手部由手指(或手爪)和传力机构构成。

手指是与物件直接接触的部件，常用的手指运动形式有回转型和平移型。回转型手指结构简单，制造容易，故应用较广泛。

平移型应用较少，其原因是结构比较复杂，但平移型手指夹持圆形零件时，工件直径变化不影响其轴心的位置，因此适宜夹持直径变化范围大的工件。

手指结构取决于被抓取物件的表面形状、被抓部位(是外廓或是内孔)和物件的重量及尺寸，手指有外夹式和内撑式，常用的指形有平面、V形面和曲面，指数有双指式、多指式和双手双指式等。

传力机构通过手指产生夹紧力来完成夹放物件的任务，多工位冲床专用机械手及送料机构设计其型式较多，有滑槽杠杆式、连杆杠杆式、斜面杠杆式、齿轮齿条式、丝杠螺母弹簧式和重力式等。 
 

手腕是连接手部和手臂的部件，并可用来调整被抓取物件的方位。 
 

手臂是支撑被抓物件、手部、手腕的重要部件。手臂的作用是带动手指去抓取物件，并按预定要求将其搬运到指定的位置。

工业机械手的手臂通常由驱动手臂运动的部件(如油缸、气缸、齿轮齿条机构、连杆机构、螺旋机构和凸轮机构等)与驱动源(如液压、气压或电机等)相配合，以实现手臂的各种运动。 
 

立柱是支撑手臂的部件，它也可以是手臂的一部分，手臂的回转运动和升降(或俯仰)运动均与立柱有密切的联系。

机械手的立柱因工作需要，有时也可作横向移动，即称为可移式立柱。 
 

当工业机械手需要完成较远距离的操作或扩大使用范围时，可在机座上安装行走机构以实现工业机械手的整机运动。

行走机构大体可分为滚轮式与轨道式两种，而滚轮式亦分有轨和无轨两种。驱动滚轮运动应另外增设机械传动装置。 
 

机座是机械手的基础部分，机械手执行机构的各部件和驱动系统均安装于机座上，故起支撑和连接的作用。 
 

(2)驱动系统 
 

驱动系统是驱动机械手执行机构运动的动力装置，由调节装置和辅助装置组成。常用的驱动系统有液压驱动、气压驱动、电动机驱动和机械驱动。 
 

(3)控制系统 
 

控制系统是支配机械手按规定要求运动的系统。目前工业机械手的控制系统一般由程序控制系统和电气定位(或机械挡块定位)系统组成。

控制系统有电气控制和射流控制两种，它支配着机械手按规定的程序运动，并记忆人们给予机械手的指令信息(如动作顺序、运动轨迹、运动速度及时间等)，同时按其控制系统的信息对执行机构发出指令，必要时可对机械手的动作进行监视，当动作有错误或发生故障时即发出报警信号。 
 

(4)位置检测装置 
 

位置检测装置的作用为控制机械手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，从而使执行机构以一定的精度达到设定位置。

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