《自动机与生产线》第三章.ppt

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1、 工业机械手及机机器人工业机械手及机机器人本本节节要要点点概论概论工业机械手的组成和分类工业机械手的组成和分类工业机械手运动的自由度形式工业机械手运动的自由度形式手爪的类型及结构手爪的类型及结构工业机械手的手腕与手臂工业机械手的手腕与手臂工业机械手及机器人举例工业机械手及机器人举例3.5.1 3.5.1 概论概论1 1世界第一台机械手世界第一台机械手 19581958年由美国联合控制公司研制出年由美国联合控制公司研制出2 2工业机械手的定义工业机械手的定义 是可模仿人手的部分动作，按给定程序、轨迹和要求实现自动是可模仿人手的部分动作，按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运工件或操作工具的自动

2、机械装置。抓取、搬运工件或操作工具的自动机械装置。3 3工业机械手的作用工业机械手的作用 1、可以保证产品质量、提高生产的自动化水平和劳动生产率、可以保证产品质量、提高生产的自动化水平和劳动生产率 2、减轻劳动强度，实现安全，尤其是在高温、高压、低温、减轻劳动强度，实现安全，尤其是在高温、高压、低温、低压、潮湿、粉尘、易爆、有毒气体和放射性等恶劣环境中低压、潮湿、粉尘、易爆、有毒气体和放射性等恶劣环境中3.5.1 3.5.1 概论概论4 4机械手的应用机械手的应用 1 1、机床加工工件的装卸、机床加工工件的装卸 2 2、在装配作业中、在装配作业中 3 3、可在劳动条件差或动作重复、单调、易于疲

3、劳的工作环境中、可在劳动条件差或动作重复、单调、易于疲劳的工作环境中 ，以代替人的劳动，以代替人的劳动 4 4、可在危险场合下工作、可在危险场合下工作 5 5、宇宙及海洋的开发、宇宙及海洋的开发 6 6、军事工程及生物医学方面的研究和试验、军事工程及生物医学方面的研究和试验5 5工业机械手和机器人的不同之处工业机械手和机器人的不同之处 1、工业机械手的执行程序一般是固化好的，所以动作是固定、工业机械手的执行程序一般是固化好的，所以动作是固定的，只能供送一种或有限的几种物品。的，只能供送一种或有限的几种物品。2、机器人可编制不同的执行程序，能完成各式各样的动作，、机器人可编制不同的执行程序，能完

4、成各式各样的动作，能供送不同的物品。能供送不同的物品。3.5.2 3.5.2 工业机械手的组成和分类工业机械手的组成和分类1.1.工业机械手的组成工业机械手的组成 1 1、执行机构：手爪、手腕、手臂、立柱、执行机构：手爪、手腕、手臂、立柱 2 2、驱动部件：是动力装置，通常有气缸、液压缸、电力驱动、驱动部件：是动力装置，通常有气缸、液压缸、电力驱动 3 3、控制装置：主要作用是控制机械手按一定程序、方向、位置、控制装置：主要作用是控制机械手按一定程序、方向、位置、速度进行动作。采用行程开关、继电器、控制阀及电路实现控制速度进行动作。采用行程开关、继电器、控制阀及电路实现控制 4 4、辅助装置：

5、是机械手各部件的连接和配套装置、辅助装置：是机械手各部件的连接和配套装置2.2.工业机械手的分类工业机械手的分类 1 1、按使用范围分：专用机械手、通用机械手、按使用范围分：专用机械手、通用机械手 2 2、按驱动方式分：机械驱动机械手（由机械传动机构驱动）、按驱动方式分：机械驱动机械手（由机械传动机构驱动）液压驱动机械手（以油液的压力驱动）液压驱动机械手（以油液的压力驱动）气动驱动机械手（利用压缩空气的压力驱动）气动驱动机械手（利用压缩空气的压力驱动）电力驱动机械手（由变频、步进、伺服、直线电力驱动机械手（由变频、步进、伺服、直线 电动机的动力直接驱动）电动机的动力直接驱动）3 3、按控制方式

6、分：操纵机械手（由人直接进行操作）、按控制方式分：操纵机械手（由人直接进行操作）工业机械手（用于固定控制及可编程控制方式）工业机械手（用于固定控制及可编程控制方式）3.5.3 3.5.3 工业机械手运动的自由度形式工业机械手运动的自由度形式1.1.人的上肢由手指、手掌、手腕、手臂组成，其中共有人的上肢由手指、手掌、手腕、手臂组成，其中共有1717个个2.2.关节，关节，1919个可动骨头，具有个可动骨头，具有2727个自由度，组成了人手的个自由度，组成了人手的7 7个基本动作，即手臂上下动作，左右回转，伸缩动作，上个基本动作，即手臂上下动作，左右回转，伸缩动作，上下摆动，左右摆动，回转，手掌、

7、手指动作合成原握紧和下摆动，左右摆动，回转，手掌、手指动作合成原握紧和张开动作。张开动作。2.2.机手运动的自由度主要由手臂、立柱、手腕表现出来。机手运动的自由度主要由手臂、立柱、手腕表现出来。运动形式见表运动形式见表3.5.4 3.5.4 手爪的类型及结构手爪的类型及结构 1.1.手爪的分类手爪的分类 机械手爪式机械手爪式 （分两指式、多指式）（分两指式、多指式）吸盘手爪式吸盘手爪式 (分真空负压吸盘、电磁吸盘）分真空负压吸盘、电磁吸盘）托持手爪式托持手爪式2.2.机械式手爪的结构机械式手爪的结构 连杆杠杆驱动型手爪连杆杠杆驱动型手爪 凸轮驱动型手爪凸轮驱动型手爪 （只适用于轻型工件的抓取）

8、（只适用于轻型工件的抓取）滑槽杠杆驱动型手爪滑槽杠杆驱动型手爪 弹簧杠杆驱动型手爪弹簧杠杆驱动型手爪 （只适用于抓取小型零件）（只适用于抓取小型零件）齿轮齿轮齿条驱动型手爪齿条驱动型手爪3.5.4 3.5.4 手爪的类型及结构手爪的类型及结构 3.3.吸盘手爪式的结构吸盘手爪式的结构 真空负压吸盘手爪真空负压吸盘手爪 常用于具有较平整和光滑表面工件的抓取常用于具有较平整和光滑表面工件的抓取 电磁吸盘手爪电磁吸盘手爪 只适用于抓取磁性材料的工件，不适用有色金属及非磁性材料的只适用于抓取磁性材料的工件，不适用有色金属及非磁性材料的 工件工件 4.4.摆动气缸手爪式的结构摆动气缸手爪式的结构3.5.

9、5 3.5.5 工业机械手的手腕与手臂工业机械手的手腕与手臂1.1.手腕的运动手腕的运动2.2.手臂的典型结构手臂的典型结构 手腕是连接手部和手臂的部件，作用是调整或改变工件的方手腕是连接手部和手臂的部件，作用是调整或改变工件的方 位（即姿态）。位（即姿态）。4个独立运动形式有：绕个独立运动形式有：绕X轴的转动（回转运动）轴的转动（回转运动）绕绕Y轴的转动（俯仰移动）轴的转动（俯仰移动）绕绕Z轴的转动（左右摆动）轴的转动（左右摆动）沿沿Y轴方向的横向移动轴方向的横向移动 作用是将被抓取的工件传送到给定位置和方位上。作用是将被抓取的工件传送到给定位置和方位上。3个自由度个自由度：手臂伸缩：手臂伸

10、缩 左右回转左右回转 升降升降 3.5.6 3.5.6 工业机械手及机器人举例工业机械手及机器人举例 吸盘式供料机械手吸盘式供料机械手 手臂俯仰式机械手手臂俯仰式机械手 手臂伸缩手臂伸缩-回转式机械手回转式机械手精密插入装配机器人精密插入装配机器人 椎垛搬运机器人椎垛搬运机器人习习 题题1 1 1 1试述工业机械手的组成及分类。试述工业机械手的组成及分类。试述工业机械手的组成及分类。试述工业机械手的组成及分类。2 2 2 2工业机械手的手爪有哪几种类型？分析其结构并说明工作原理。工业机械手的手爪有哪几种类型？分析其结构并说明工作原理。工业机械手的手爪有哪几种类型？分析其结构并说明工作原理。工业机械手的手爪有哪几种类型？分析其结构并说明工作原理。3 3 3 3如何选用机械手的手腕？如何选用机械手的手腕？如何选用机械手的手腕？如何选用机械手的手腕？4 4 4 4试分析机械手手臂的典型结构。试分析机械手手臂的典型结构。试分析机械手手臂的典型结构。试分析机械手手臂的典型结构。5.5.5.5.真空吸盘手型有哪几种形式？分析其结构并说明工作原理。真空吸盘手型有哪几种形式？分析其结构并说明工作原理。真空吸盘手型有哪几种形式？分析其结构并说明工作原理。真空吸盘手型有哪几种形式？分析其结构并说明工作原理。