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目前,国外已经研制和生产了各种不同的标准模块和组件,国内有关模块化的工业机械手的开发工作也已有成效。除了工业机械手用的各种伺服电机、传感器外,手臂、手腕和机身的结构也已经标准化了,如臂伸缩轴、臂升降轴、臂俯仰轴、臂摆动轴、手腕旋转轴、手腕摆动轴、固定台身、机座、移动轴等。
机械手主要由手部和运动机构组成。手部是用来抓持工件(或工具)的部件,根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式,如夹持型、托持型和吸附型等。运动机构,使手部完成各种转动(摆动)、移动或复合运动来实现规定的动作,改变被抓持物件的位置和姿势。运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式,称为机械手的自由度。为了抓取空间中任意位置和方位的物体,需有6个自由度。自由度是机械手设计的关键参数。自由度越多,机械手的灵活性越大,通用性越广,其结构也越复杂。一般专用机械手有2~3个自由度。
机械手通常用作机床或其他机器的附加装置,如在自动机床或自动生产线上装卸和传递工件,在加工中心中更换刀具等,一般没有独立的控制装置。有些操作装置需要由人直接操纵,如用于原子能部门操持危险物品的主从式操作手也常称为机械手。
由于机械手能够大幅度的提高生产率和降低生产成本,能够稳定和提高产品的质量,避免因人为的操作失误而造成的损失。因此,机械手在生产中的作用变得越来越重要。目前国内的机械手类型比较简单,且大都用于取件。随着工业的发展,以后将有越来越多的机械手用于上料、混合、自动装卸模具、回收废料等各个工序上,而且将朝着智能化方向发展。
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