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发布时间:2020-04-23 01:11:51
机械手的基本结构
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等所组成。执行机构主要是机械手赖以完成工作任务的实体,通常由杆件和关节组成。从功能的角度,执行机构可分为:手部、腕部、臂部、腰部和基座等。
1.手部
手部又称末端执行器,是工业机械手直接进行工作的部分,可以是各种夹持器。有时人们也把诸如电焊枪、油漆喷头等划作机器手的手部。气动手指是模拟人的手指抓紧工件,以实现机械手的动作的气缸。按结构特点可分为旋转驱动型、平行开闭型、支点开闭型和三爪开闭型。
2.腕部
腕部与手部相连,主要功能是带动手部完成预定姿态,是操作机的中结构***为复杂的部分。手腕有***的自由度。有回转运动、上下摆动、左右摆动。一般腕部设有回转运动再增加一个上下摆动即可满足工作要求,有些动作较为简单的专用机械手,为了简化结构,可以不设腕部,而直接用臂部运动驱动手部搬运工件。
目前,应用***为广泛的手腕回转运动机构为回转气压缸,它的结构紧凑,灵巧但回转角度小,一般小于 270度,并且要求严格密封,否则就难保证稳定的输出扭距。因此在要求较大回转角的情况下,采用齿条传动或链轮以及轮系结构。
3.臂部
手臂部件是机械手的重要握持部件。它的作用是支撑腕部和手部(包括工作或夹具),并带动他们做空间运动。
臂部运动的目的:把手部送到空间运动范围内任意一点。如果改变手部的姿态(方位),则用腕部的自由度加以实现。因此,一般来说臂部具有三个自由度才能满足基本要求,即手臂的伸缩、左右旋转、升降(或俯仰)运动。
手臂的各种运动通常用驱动机构(如液压缸或者气缸)和各种传动机构来实现,从臂部的受力情况分析,它在工作中既受腕部、手部和工件的静、动载荷,而且自身运动较为多,受力复杂。因此,它的结构、工作范围、灵活性以及抓重大小和***精度直接影响机械手的工作性能。
冲床机械手应用比较广泛的***运动芯片都具有响应快速、集成度高、抗干扰强等特点。但是也因为芯片是针对特定情况设计的,所以不容易扩展升级,无法进行复杂的算法控制。其中以FPGA为典型代表,是一种专用集成电路(ASIC)中集成度高的一种,基本可以满足当前任何复杂算法的逻辑要求,但缺点是对于复杂的控制系统,需要大量逻辑门组合,价格比较昂贵。
而以DSP控制器为核心的冲床机械手运动控制系统。相比与一般通用的微处理器,DSP具有两大优势:高运算速度和实时数据处理能力。DSP芯片可以通过有效的编程,用数字信号来处理数据量很大的实时信息,而且它的处理速度非常快,每秒可以处理上千万条指令信息,已经成为目前控制系统的热门技术之一。
冲床机械手的运动控制方式为:
1、由伺服电机驱动可旋转角度为360°的气控机械手(有光电传感器确定起始0点);
2、由步进电机驱动丝杠组件使机械手沿X、Y轴移动(有x、y轴限位开关);
3、可回旋360°的转磐机构能带动机械手及丝杠组自由旋转(其电气拖动部分由直流电动机、光电编码器、接近开关等组成);
4、旋转基座主要支撑以上3部分;
5、气控机械手的张合由气压控制(充气时机械手抓紧,放气时机械手松开)。
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