主頁 > 新聞動態(tài) > 機械手組成原理功能特點及實訓(xùn)目的 2021-12-14

機械手組成原理功能特點及實訓(xùn)目的

機械手是一種能模仿人手和臂的某些動作功能，用以按固定程序抓取、搬運物件或操作工具的自動操作裝置。特點是可以通過編程來完成各種預(yù)期的作業(yè)，構(gòu)造和性能上兼有人和機械手機器各自的優(yōu)點。
機械手是最早出現(xiàn)的工業(yè)機器人，也是最早出現(xiàn)的現(xiàn)代機器人，它可代替人的繁重勞動以實現(xiàn)生產(chǎn)的機械化和自動化，能在有害環(huán)境下操作以保護人身安全，因而廣泛應(yīng)用于機械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門。

一、機械手的組成原理
機械手主要由執(zhí)行機構(gòu)、驅(qū)動機構(gòu)和控制系統(tǒng)三大部分組成。手部是用來抓持工件（或工具）的部件，根據(jù)被抓持物件的形狀、尺寸、重量、材料和作業(yè)要求而有多種結(jié)構(gòu)形式，如夾持型、托持型和吸附型等。運動機構(gòu)，使手部完成各種轉(zhuǎn)動（擺動）、移動或復(fù)合運動來實現(xiàn)規(guī)定的動作，改變被抓持物件的位置和姿勢。運動機構(gòu)的升降、伸縮、旋轉(zhuǎn)等獨立運動方式，稱為機械手的自由度。為了抓取空間中任意位置和方位的物體，需有6個自由度。自由度是機械手設(shè)計的關(guān)鍵參數(shù)。自由度越多，機械手的靈活性越大，通用性越廣，其結(jié)構(gòu)也越復(fù)雜。一般專用機械手有2～3個自由度�？刂葡到y(tǒng)是通過對機械手每個自由度的電機的控制，來完成特定動作。同時接收傳感器反饋的信息，形成穩(wěn)定的閉環(huán)控制。控制系統(tǒng)的核心通常是由單片機或dsp等微控制芯片構(gòu)成，通過對其編程實現(xiàn)所要功能。

二、機械手功能特點
1.機械手的橫軸和豎軸的機械傳動采用高精密的滾珠絲桿，高精密的光桿導(dǎo)軌和直線軸承，配以先進地機械設(shè)計、精密的機械加工及裝配，可使機械手臂非常平穩(wěn)地進行垂直和水平移動和水平方向旋轉(zhuǎn)及精確位置控制；
2.采用先進的步進電機做為橫軸和豎軸的動力源，可實現(xiàn)0.45 度的細(xì)分；
3.機械手臂和機械手爪水平方向旋轉(zhuǎn)采用高級減速直流電機傳動，配置光電傳感器及碼盤，可實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)方向的精確位置控制；
4.機械手爪采用高精度氣動式手爪、配置高級電磁位置形狀及兩位三通電磁閥，可實現(xiàn)快速準(zhǔn)確地抓取和放開動作；
5.采用晶體式PLC可編程控制器作為控制主機，配置旋轉(zhuǎn)編碼器及傳感器，可實現(xiàn)PLC高級指令編程、旋轉(zhuǎn)編碼器、光電傳感器的技術(shù)應(yīng)用；
6.PLC各I/O點和傳感器、電機、各電器的連接線都接在一塊接線板上的接線排上，學(xué)生可根據(jù)PLC程序和各電器的技術(shù)要求進行現(xiàn)場接線操作實訓(xùn)，培訓(xùn)學(xué)生實際動手接線能力；
7.配套鋁鋼式機械手臺架，臺面、豎軸及橫軸采用經(jīng)氧化處理的鋁型材，而臺架的側(cè)面及底面采用1mm厚度經(jīng)烤漆處理的鋼板，臺架與地面之間采用帶自鎖功能的萬向輪，使整個臺架不但堅固耐用而且移動方便；
8.下面臺架臺面下部左三分之一處安裝可編程控制器及電源箱，其余部分安裝可做80度翻轉(zhuǎn)的機械機構(gòu)，上安裝有步進電機驅(qū)動器、繼電器及接線排和接線槽的接線板，用于學(xué)生的實際接線，而翻轉(zhuǎn)機構(gòu)可將接線板能夠方便地放置到水平位置和垂直位置，不但方便學(xué)生的實訓(xùn)而且節(jié)省了設(shè)備所占用的空間。

三、機械手實訓(xùn)的目的：
1.在可編程控制器方面，可進行從初級到高級指令編程實訓(xùn)；
2.步進電機應(yīng)用技術(shù)的掌握和實訓(xùn)；
3.光電傳感器應(yīng)用技能的掌握和實訓(xùn)；
4.配置開放式旋轉(zhuǎn)編碼器，學(xué)生不但可以直接觀看到旋轉(zhuǎn)編碼器的結(jié)構(gòu)，而且還可以進行應(yīng)用技能的實訓(xùn)；
5.氣動技術(shù)應(yīng)用的掌握和實訓(xùn)；
6.開環(huán)位置控制和閉環(huán)精確位置控制實訓(xùn)；
7.精密機械傳動技術(shù)應(yīng)用知識的掌握；
四、機械手實訓(xùn)項目：
1.機械：裝置的機械安裝與位置調(diào)整；
2.電氣：電器元件的布線，執(zhí)行電機的選用；
3.傳感器：微型光電開關(guān)的選擇與應(yīng)用；
4.PLC：PLC控制驅(qū)動器的編程及應(yīng)用。
5.送料機構(gòu)控制實驗
6.十字機械手點動控制實驗
7.十字機械手三維精準(zhǔn)定位實驗
8.十字機械手取物體實驗
9.十字機械手放物體實驗
10.十字機械手單循環(huán)搬動物體實驗
五、結(jié)束語
隨著網(wǎng)絡(luò)技巧的發(fā)展，機械手的聯(lián)網(wǎng)操作問題也是以后發(fā)展的方向。工業(yè)機器人是近幾十年發(fā)展起來的一種高科技自動化生產(chǎn)設(shè)備。工業(yè)機械手的是工業(yè)機器人的一個重要分支。它的特點是可通過編程來完成各種預(yù)期的作業(yè)任務(wù)，在構(gòu)造和性能上兼有人和機器各自的優(yōu)點，尤其體現(xiàn)了人的智能和適應(yīng)性。機械手作業(yè)的準(zhǔn)確性和各種環(huán)境中完成作業(yè)的能力，在國民經(jīng)濟各領(lǐng)域有著廣闊的發(fā)展前景。

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