机械手的发展趋势

目前工业机械手的应用逐步扩大 技术性能在不断提高 由于发展时间较短 人们 对它有一个逐步认识的过程 机械手在技术上还有一个逐步完善的过程 其目前的发展 趋势是 一 扩大机械手在热加工行业上的应用 171 前国内机械手应用在机械工业冷加工作业中的较多 而在铸 锻 焊 热处理等 热加工以及装配作业等方面的应用较少 因热加工作业的物件重 形状复杂 环境温度 高等 给机械手的设计 制造带来不少困难 这就需要解决技术上的难点 使机械手更 好地为热加工作业服务 同时 在其它行业和工业部门 也将随着工业技术水平的不断 提高 而逐步扩大机械手的使用 提高工业机械手的工作性能 机械手工作性能的优劣 决定着它能否正常地应用于生产中 机械手工作性能中的 重复定位精度和工作速度两个指标 是决定机械手能否保质保量地完成操作任务的关键 因素 因此要解决好机械手的工作平稳性和快速性的要求 除了从解决缓冲定位措施入 手外 还应发展满足机械手性能要求价廉的电液伺服阀 将伺服控制系统应用于机械手 上 三 发展组合式机械手 从机械手本身的特点来说 可变程序的机械手更适应产品改型 设备更新 多品种 小批量的要求 但是它的成本高 专用机械手价廉 但适用范围又受到限制 因此 对 一些特殊用途的场合 就需要专门设计 专门加工 这样就提高了产品成本 为了适应 应用领域分门别类的要求 可将机械手的结构设计成可以组合的型式 组合式机械手是 将一些通用部件 如手臂伸缩部件 升降部件 回转部件和腕部回转 俯仰部份等 根据作 业的要求 S 选择必要的能完成预定机能的单元部件 以机座为基础进行组合 配上与其业 的要求 S 选择必要的能完成预定机能的单元部件 以机座为基础进行组合 配上与其相适 应的控制部分 即成为能完成特殊要求的机械手 它可以简化结构 兼顾了使用上的专用 性和设计上的通用性 便于标准化 系列化设计和组织专业化生产 有利于提高机械手的 质量和降低造价 是一种有发展前途的机械手 四 研制具有 视觉 和 触觉 的所谓 智能机甓人 对于需用人工进行灵巧操作及需要进行判断的工作场合 工业机械手很难代替人 的 劳动 如在工作过程中出现事故 障碍和情况变化等 机械手不能自动分辨纠正 而只 能停机 待人们排除意外事故后才能继续工作 因此 人们对机械手提出了更高的要 求 希望使其具有 视觉 触觉舻等功能 使之对物件进行判断 选择 能连续调 节以适应变化的条件 并能进行 手 Itl 趸 协调动作 这就需要一个能处理大量信息的 计算机 要求人与机器 对话 进行信息交流 这种带 视觉 矗触觉 反馈的 由计算机控制的 具有人的部分 智能 的机 械装置称为 智能机器人 所谓 智能 是包括 识别 学习 记忆 分析判断的功 能 而识别功能是通过 视觉胗 触觉 和 听觉 等感觉 器官 认识对象的 具有感觉功能的机器人 其工作性能是比较完善的 能够准确地夹持任意方位的物 件 判断物件重量 越过障碍物进行工作 自动测出夹紧力大小 并能自动调节 适用 于从事复杂 精密的操作 如装配作业 国外研制的装配机器人 能将活塞装入间隙汉 20 微米的汽缸内 它有着一定的发展前途 智能机器人是一种新兴的技术 对它的研究将涉及到电子技术 控制论 通讯技术 电 视技术 空问机构和仿生机械学等学科 它是当代自动控制技术的一个新兴的领域 随着科学技术的发展 智能机器人将会代替人做更多的工作 四 研制具有 视觉 和 触觉 的所谓 智能机甓人 对于需用人工进行灵巧操作及需要进行判断的工作场合 工业机械手很难代替人的 劳动 如在工作过程中出现事故 障碍和情况变化等 机械手不能自动分辨纠正 而只 能停机 待人们排除意外事故后才能继续工作 因此 人们对机械手提出了更高的要 求 希望使其具有 视觉 触觉舻等功能 使之对物件进行判断 选择 能连续调 节以适应变化的条件 并能进行 手 Itl 趸 协调动作 这就需要一个能处理大量信息的 计算机 要求人与机器 对话 进行信息交流 这种带 视觉 矗触觉 反馈的 由计算机控制的 具有人的部分 智能 的机 械装置称为 智能机器人 所谓 智能 是包括 识别 学习 记忆 分析判断的功 能 而识别功能是通过 视觉胗 触觉 和 听觉 等感觉 器官 认识对象的 具有感觉功能的机器人 其工作性能是比较完善的 能够准确地夹持任意方位的物 件 判断物件重量 越过障碍物进行工作 自动测出夹紧力大小 并能自动调节 适用 于从事复杂 精密的操作 如装配作业 国外研制的装配机器人 能将活塞装入间隙汉 20 微米的汽缸内 它有着一定的发展前途 智能机器人是一种新兴的技术 对它的研究将涉及到电子技术 控制论 通讯技术 电视技术 空问机构和仿生机械学等学科 它是当代自动控制技术的一个新兴的领域 随着科学技术的发展 智能机器人将会代替人做更多的工作 二 设计时应考虑的几个问题 一 应具有足够的握力 HP 夹紧力 在确定手指的握力时 除考虑工件重量外 还应考虑在传送或操作过程中所产生的 惯性力和振动 以保证工件不致产生松动或脱落 手指间应具有一定的开闭角 两手指张开与闭合的两个极限位置所夹的角度称为手指的开闭角一 如图 2 8 所示 手指的开闭角应保证工件能顺利进入或脱开 若夹持不同直径的工件 应按最大直径的工 件考虑 对于移动型手指只有开闭幅度的要求 应保证工件准确定位 为使手指和被夹持工件保持准确的相对位置 必须根据被抓取工件的形状 选择相应 状 例如圆柱形工件采用带 V 形面 的手指 以便自动定心 四 应具有足够的强度和刚度 手指除受到被夹持工件的反作用力外 还受到机械手在运动过程中所产生的惯性力和 振 动的影响 要求有足够的强度和刚度以防折断或弯曲变形 但应尽量使结构简单紧凑 自 重戥芎凹婴形 但出尽重傥玷嗣间早紫暌 目重轻 并使手部的重心在手腕的回转轴线上 使 图 2 8 手指开闭角示意图手腕的扭转力矩最小为佳 五 应考虑被抓取对象的要求 1 抓取形状手指形状应根据工件形状而设计 如工件为圆柱形 则采用 V 形 手指 圆球状工件用圆弧形三指手指 j 方料用平面形手指 细丝工件用尖指勾形或细齿 钳爪手指 总之应根据工件形状来选定手指形状 2 抓取部位抓取部位的尺寸尽可能是不变的 若加工后尺寸有变化 手指应能适 应尺寸变化的要求 否则不允许定为抓取部位 对于工件表面质量要求高的 抓取时尽 量避开高质量表面或在手指上加软质垫片 如橡皮 泡沫塑料 石棉衬垫等 以防夹持 时损坏工件 3 抓取数量若用一对手指抓取多个工件 为了不发生个别工件的松动或脱落现 象 在手指上可增加弹性衬垫 如橡皮 泡沫塑料等 如图 2 9