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在現(xiàn)今的生活上,科技日新月益的進(jìn)展之下,機(jī)械人手臂與有人類(lèi)的手臂大區(qū)別就在于靈活度與耐力度。也就是機(jī)械手的大優(yōu)勢(shì)可以重復(fù)的做同一動(dòng)作在機(jī)械正常情況下永遠(yuǎn)也不會(huì)覺(jué)得累!機(jī)械手臂的應(yīng)用也將會(huì)越來(lái)越廣泛,機(jī)械手是近幾十年發(fā)展起來(lái)的一種高科技自動(dòng)生產(chǎn)設(shè)備,作業(yè)的準(zhǔn)確性和環(huán)境中完成作業(yè)的能力。工業(yè)機(jī)械手機(jī)器人的一個(gè)重要分支。
驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)
機(jī)械手所用的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)主要有4種:液壓驅(qū)動(dòng)、氣壓驅(qū)動(dòng)、電氣驅(qū)動(dòng)和機(jī)械驅(qū)動(dòng)。
1、液壓驅(qū)動(dòng)式
液壓驅(qū)動(dòng)式機(jī)械手通常由液動(dòng)機(jī)(各種油缸、油馬達(dá))、伺服閥、油泵、油箱等組成驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),由驅(qū)動(dòng)機(jī)械手執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行工作。通常它的具有很大的抓舉能力(高達(dá)幾百千克以上),其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、動(dòng)作平穩(wěn)、耐沖擊、耐震動(dòng)、防爆性好,但液壓元件要求有較高的制造精度和密封性能,否則漏油將污染環(huán)境。
2、氣壓驅(qū)動(dòng)式
其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通常由氣缸、氣閥、氣罐和空壓機(jī)組成,其特點(diǎn)是氣源方便、動(dòng)作迅速、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)較低、維修方便。但難以進(jìn)行速度控制,氣壓不可太高,故抓舉能力較低。
3、電氣驅(qū)動(dòng)式電力驅(qū)動(dòng)是機(jī)械手使用得多的一種驅(qū)動(dòng)方式。其特點(diǎn)是電源方便,響應(yīng)快,驅(qū)動(dòng)力較大(關(guān)節(jié)型的持重已達(dá)400kg),信號(hào)檢測(cè)、傳動(dòng)、處理方便,并可采用多種靈活的控制方案。驅(qū)動(dòng)電機(jī)一般采用步進(jìn)電機(jī),直流伺服電機(jī)(AC)為主要的驅(qū)動(dòng)方式。由于電機(jī)速度高,通常須采用減速機(jī)構(gòu)(如諧波傳動(dòng)、RV擺線(xiàn)針輪傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、螺旋傳動(dòng)和多桿機(jī)構(gòu)等)。有些機(jī)械手已開(kāi)始采用無(wú)減速機(jī)構(gòu)的大轉(zhuǎn)矩、低轉(zhuǎn)速電機(jī)進(jìn)行直接驅(qū)動(dòng)(DD)這既可使機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)化,又可提高控制精度。
4、機(jī)械驅(qū)動(dòng)式
機(jī)械驅(qū)動(dòng)只用于動(dòng)作固定的場(chǎng)合。一般用凸輪連桿機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)規(guī)定的動(dòng)作。其特點(diǎn)是動(dòng)作確實(shí)可靠,工作速度高,成本低,但不易于調(diào)整。其他還有采用混合驅(qū)動(dòng),即液-氣或電-液混合驅(qū)動(dòng)。
控制系統(tǒng)
機(jī)械手控制的要素包括工作順序、到達(dá)位置、動(dòng)作時(shí)間、運(yùn)動(dòng)速度、加減速度等。機(jī)械手的控制分為點(diǎn)位控制和連續(xù)軌跡控制兩種。
控制系統(tǒng)可根據(jù)動(dòng)作的要求,設(shè)計(jì)采用數(shù)字順序控制。它要編制程序加以存儲(chǔ),然后再根據(jù)規(guī)定的程序,控制機(jī)械手進(jìn)行工作程序的存儲(chǔ)方式有分離存儲(chǔ)和集中存儲(chǔ)兩種。分離存儲(chǔ)是將各種控制因素的信息分別存儲(chǔ)于兩種以上的存儲(chǔ)裝置中,如順序信息存儲(chǔ)于插銷(xiāo)板、凸輪轉(zhuǎn)鼓、穿孔帶內(nèi);位置信息存儲(chǔ)于時(shí)間繼電器、定速回轉(zhuǎn)鼓等;集中存儲(chǔ)是將各種控制因素的信息全部存儲(chǔ)于一種存儲(chǔ)裝置內(nèi),如磁帶、磁鼓等。這種方式使用于順序、位置、時(shí)間、速度等同時(shí)控制的場(chǎng)合,即連續(xù)控制的情況下使用。
其中插銷(xiāo)板使用于需要迅速改變程序的場(chǎng)合。換一種程序只需抽換一種插銷(xiāo)板限可,而同一插件又可以反復(fù)使用;穿孔帶容納的程序長(zhǎng)度可不受限制,但如果發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)就要全部更換;穿孔卡的信息容量有限,但便于更換、保存,可重復(fù)使用;磁蕊和磁鼓僅適用于存儲(chǔ)容量較大的場(chǎng)合。至于選擇哪一種控制元件,則根據(jù)動(dòng)作的復(fù)雜程序和程序來(lái)確定。對(duì)動(dòng)作復(fù)雜的機(jī)械手,采用求教再現(xiàn)型控制系統(tǒng)。更復(fù)雜的機(jī)械手采用數(shù)字控制系統(tǒng)、小型計(jì)算機(jī)或微處理機(jī)控制的系統(tǒng)??刂葡到y(tǒng)以插銷(xiāo)板用的多,其次是凸輪轉(zhuǎn)鼓。它裝有許多凸輪,每一個(gè)凸輪分配給一個(gè)運(yùn)動(dòng)軸,轉(zhuǎn)鼓運(yùn)動(dòng)一周便完成一個(gè)循環(huán)。
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