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参考文献 28
附录一 29
附录二 30
附录三 32
附录四 39
第一章 绪论
1.1 课题研究背景
机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动生产设备。工业机械手是工业机器人的一个重要分支。他的特点是可以通过控制系统的编程来完成各种预期的作业，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现在人的智能和适应性[1]。机械手作业的准确性和环境中完成作业的能力，在国民经济领域有着广泛的发展空间。
在现代工业生产中，生产过程的机械化、自动化已成为突出的主题。在机械工业中，加工、装配等生产很多情况下是不连续的。专用机床是大批量生产自动化的有效办法，数控机床、加工中心等自动化机械是有效解决多品种小批量生产自动化的重要办法。
但除切削加工本身外，还有大量的装卸、搬运、装配等作业，有待于进一步实现机械化。据资料介绍，美国生产的全部工业零件中，有75％是小批量生产；金属加工生产批量中有将近四分之三在50件以下，零件真正在机床上加工的时间仅占零件生产时间的5％[2]。从这里可看出，装卸、搬运等工序机械化的迫切性，工业机械手就是为实现这些工序的自动化而产生的。
近些年，随着计算机技术、电子技术以及传感技术等在机械手中越来越多的应用，机械手已经成为工业生产中提高劳动生产率的重要因素，并且随着控制系统的不断发展与优化机械手可以实现空间精确抓放物体，动作灵活多样，适用于可变换生产品种的中、小批量自动化生产，广泛应用于柔性自动线，可以节约成本，减轻劳动强度。
而无论什么样的机械手都离不开其核心的“大脑”，也就是它们的控制系统，一个控制系统的好坏对于机械手的实用价值有着重要影响，由于目前的控制系统有多种多样，所以选择一个最佳的控制系统对于一个机械手的功能实现有着至关重要的作用。
目前，我国部分企业在产品生产和加工时仍然用人力进行工件的移动和定位，一定程度上出现了工作强度大、安全性差、操作灵活性差、定位精度低等问题，严重影响了产品的质量和生产效益。而采用机械手完成同样的作业具有如下重要意义[3]：
（1）可以提高生产过程的自动化程度，有利于提高材料的传送、工件的装卸、刀具的更换以及机器的装配等的自动化程度，从而可以提高劳动生产率，降低生产成本，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。
（2）可以改善劳动条件、避免人身事故在高温、高压、低温、低压、有灰尘、噪声、臭、有放射性或有其它毒性污染以及工作空间狭窄等场合中，用人手直接操作是有危险或根本不可能的。而应用机械手即可部分或全部代替人安全地完成作业，大大地改善了工人的劳动条件。在一些动作简单但又重复作业的操作中，以机械手代替人手进行工作，可以避免由于操作疲劳或疏忽而造成的人身事故。
（3）可以减少人力，便于有节奏地生产应用机械手代替人手进行工作，这是直接减少人力的一个侧面，同时由于应用机械手可以连续地工作，这是减少人力的另一个侧面。因此，在自动化机床和综合加工自动生产线上，目前几乎都设有机械手，以减少人力和更准确地控制生产的节拍，便于有节奏地进行生产。
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