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机械手在工业生产中的应用很是广泛,大致有以下几方面:
1、实现单机自动化:各类半自动机床的自动上下料。
2、组成自动生产线:在单机自动化的基础上,自动装卸和输送工件,可以使一些单机连接成自动生产线。
3、特殊工作环境:如高温(热处理、锻造、铸造等)、有毒有害、星际探索、海底资源开发等环境采用机械手(或自动或遥控)代替人进行作业。
随着智能工业的快速发展,越来越多的行业都用机械手替代了人工,那么我们常见的机械手所用的驱动机构主要有4种:液压驱动、气压驱动、电气驱动和机械驱动。
1、液压驱动式
液压驱动式机械手通常由液动机(各种油缸、油马达)、伺服阀、油泵、油箱等组成驱动系统,由驱动机械手执行机构进行工作。通常它的具有很大的抓举能力(高达几百千克以上),其特点是结构紧凑、动作平稳、耐冲击、耐震动、防爆性好,但液压元件要求有较高的制造精度和密封性能,否则漏油将污染环境。
2、气压驱动式
其驱动系统通常由气缸、气阀、气罐和空压机组成,其特点是气源方便、动作迅速、结构简单、造价较低、维修方便。但难以进行速度控制,气压不可太高,故抓举能力较低。
3、电气驱动式
电力驱动是机械手使用得多的一种驱动方式。其特点是电源方便,响应快,驱动力较大(关节型的持重已达400kg),信号检测、传动、处理方便,并可采用多种灵活的控制方案。驱动电机一般采用步进电机,直流伺服电机(AC)为主要的驱动方式。由于电机速度高,通常须采用减速机构(如谐波传动、RV摆线针轮传动、齿轮传动、螺旋传动和多杆机构等)。有些机械手已开始采用无减速机构的大转矩、低转速电机进行直接驱动(DD)这既可使机构简化,又可提高控制精度。
4、机械驱动式
机械驱动只用于动作固定的场合。一般用凸轮连杆机构来实现规定的动作。其特点是动作确实可靠,工作速度高,成本低,但不易于调整。其他还有采用混合驱动,即液-气或电-液混合驱动。
根据机械手臂运动形式的不同,机械手可以分为四种形式:直角坐标式、圆柱坐标式、极坐标式和多关节式