在机械制造业中、机械手应用尤为多,因此发展速度较快。目前主要用于机床、锻压机的上下材料以及焊接和喷漆操作,它可以根据编好的程序完成相应的操作,有些还能够感应反馈,可以应对外部世界的变化。如果机械手发生一些偏差,会导致部分零件,甚至损坏机器本身,但是如果具备传感器自动反馈能力,机械手可以根据反馈进行调整。应用机械手,能提高物料的传送、工件材料的装卸、刀具的更换和机器组装的自动化程度,提高了劳动生产率,降低了生产成本,加快了工业生产机械化和自动化的步伐。
机械手技术涉及到力学、机械学、电气液压技术、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等科学领域,是一门跨学科综合技术[1]。近年来,随着计算机技术、电子技术和传感器技术在机械手越来越多的应用程序,如今机械手已成为工业生产提高劳动生产率的重要因素。
使用PLC强大的工业处理能力,很容易实现工业生产的自动化。机械手设计基于这个想法,实际工况的要求,大大提高工业生产过程的质量,极大地解放了生产力,改善工作环境,降低劳动强度,节约成本,提高生产效率,具有十分重要的意义。
同时,借助助理组态软件的功能,大大提高系统的工作效率。因此,在自动化机床和综合加工自动生产线,现在几乎所有配备机械手,以减少人力和更准确地控制生产节拍,促进有节奏。
工业机械手是工业机器人的一个重要分支,是近几十年发展起来的一种全自动高科技生产设备。它的特点是只需编程就能完成各种预期的工作任务,而且程序改变灵活。在构造和性能上兼具了人和机器各自拥有的优点,尤其体现了人的智能和适应性。机械手工作的准确性、灵活性以及在各种环境中的工作能力,使其发展前景在国民经济各领域非常广阔。
综上所述,有效地应用机械手对机械工业的发展有必然的促进作用。
1.2 机械手的定义与分类
机械手是一种能模仿人手和臂的某些动作功能的机械装置,通过固定程序完成抓取、放下、移动或操作工具等动作。在工业生产中所用到的机械手叫做“工业机械手”。在实际生产中,机械手的运用能够使自动化水平和劳动生产率有显著的提高,可以保障生产的产品质量,同时还能减轻工人的劳动强度、以达到安全生产的目标。特别是遇到低温、低压、高温、高压、粉尘、易爆和放射性或者有毒气体等恶劣的环境下,它可以代替人进行正常的工作,意义非常重大。随着机械手的发展,其功能和性能的不断改善和提高,在机械加工、电镀、冲压、锻、铸、焊接、喷漆、热处理、装配以及轻工业和交通运输业等领域得到了越来越广泛的应用。 源[自[751``论`文]网·www.751com.cn/
机械手一般分为三类。第一类是不需要人工操作的通用机械手,它是一种独立的不附属于某一主机的装置。它可以根据工作任务的需要编写程序,以完成各项指定动作。它的特点是除具备普通机械的物理性能外,还具备通用机械、记忆智能的优点。它适用于可变换生产品种的由中小PLC控制的生产场合中,可以将PLC的主要部分(包括CPU、 I/O系统、电源等) 全部安装在一个机箱内。第二类是需要人工操作的,称为操作机。它起源于原子业、军事工业,先前是通过操作操作机来完成特定的作业,后来发展到用无线电信号操作机械手来进行探测月球、火星等,在航空航天事业用的较为广泛。第三类是专用机械手,它作为整机的附属部分,动作简单,工作对象单一,一般具有固定程序。如自动生产流水线上的上料机械手,自动换刀机械手,装配焊接机械手等装置。这种机械手在国外称为“Mechanical Hand”。本设计设计的机械手模型可归为第一类,即通用机械手。