手臂的回轉(zhuǎn)和升降機(jī)構(gòu)

手臂的回轉(zhuǎn)和升降機(jī)構(gòu),手臂,回轉(zhuǎn),升降,機(jī)構(gòu) 　　機(jī)器人機(jī)械手 工業(yè)機(jī)器人機(jī)械手是在生產(chǎn)環(huán)境中用以提高生產(chǎn)效率的工具，它能做常規(guī)乏味的裝配線工作，或能做那些對于工人來說是危險(xiǎn)的工作，例如：第一代工業(yè)機(jī)器人機(jī)械手是用來在核電站中更換核燃料棒，如果人去做這項(xiàng)工作，將會遭受有害射線的輻射。工業(yè)機(jī)器人機(jī)械手亦能工作在裝配線上將小元件裝配到一起，如將電子元件安放在電路印刷板，這樣，工人就能從這項(xiàng)乏味的常規(guī)工作中解放出來。機(jī)器人機(jī)械手也能按程序要求用來拆除炸彈，輔助殘疾人，在社會的很多應(yīng)用場合下履行職能。 機(jī)器人機(jī)械手可以認(rèn)為是將手臂末端的工具、傳感器和手爪移動到程序指定位置的一種機(jī)器。當(dāng)機(jī)器人機(jī)械手到達(dá)位置后，它將執(zhí)行某種任務(wù)。這些任務(wù)可以是焊接、密封、機(jī)器裝料、拆裝以及裝配工作。除了編程以及系統(tǒng)的開停之外，一般來說這些工作可以在無人干預(yù)下完成。 如下敘述的是機(jī)器人機(jī)械手系統(tǒng)基本術(shù)語： 1.機(jī)器人機(jī)械手是一個(gè)可編程、多功能的機(jī)械手，通過給要完成的不同任務(wù)編制各種動作，它可以運(yùn)動零件、材料、工具以及特殊裝置。這個(gè)基本定義引導(dǎo)出后續(xù)段落的其他定義，從而描繪出一個(gè)完整的機(jī)器人機(jī)械手系統(tǒng)。 2.預(yù)編程位置點(diǎn)是機(jī)器人機(jī)械手為完成工作而必須跟蹤的軌跡。在某些位置點(diǎn)上機(jī)器人機(jī)械手將停下來做某些操作，如裝配零件、噴涂油漆或者焊接。這些預(yù)編程點(diǎn)貯存在機(jī)器人機(jī)械手的貯存器中，并為后續(xù)的連續(xù)操作所調(diào)用，而且這些預(yù)編程點(diǎn)像其他程序數(shù)據(jù)一樣，可在日后隨工作需要而變化。因且，正是這種可編程的特征，一個(gè)工業(yè)機(jī)器人機(jī)械手很像一臺計(jì)算機(jī)，數(shù)據(jù)可以在這里儲存、后續(xù)調(diào)用與編輯。 3.機(jī)械手是機(jī)器人機(jī)械手的手臂，它使機(jī)器人機(jī)械手能彎屈、延伸和旋轉(zhuǎn)，提供這些運(yùn)動的是機(jī)械手的軸，亦是所謂的機(jī)械手的自由度。一個(gè)機(jī)械人能有3-16軸，自由度一詞總是與機(jī)器人機(jī)械手軸數(shù)相關(guān)。 4.工具和手爪不是機(jī)器人機(jī)械手自身組成部分，但它們是安裝在機(jī)器人機(jī)械手手臂末端的附件。這些連在機(jī)器人機(jī)械手手臂末端的附件可使機(jī)器人機(jī)械手抬起工件、點(diǎn)焊、刷漆、電焊弧、鉆孔、打毛刺以及根據(jù)機(jī)器人機(jī)械手的要求去做各種各樣的工作。 5.機(jī)器人機(jī)械手系統(tǒng)還可以控制機(jī)器人機(jī)械手的工作單元，工作單元是機(jī)器人機(jī)械手執(zhí)行任務(wù)所處的整體環(huán)境，該單元包括控制器、機(jī)械手、工作平臺、安全保護(hù)裝置或者傳輸裝置。所有這些為保證機(jī)器人機(jī)械手完成自己任務(wù)而必需的裝置都包括在這一工作單元中。另外，來自外設(shè)的信號與機(jī)器人機(jī)械手何時(shí)裝配工作、取工件或放工件到傳輸裝置上。 機(jī)器人機(jī)械手系統(tǒng)有三個(gè)基本不見：機(jī)械手、控制器和動力源。 A．機(jī)械手 機(jī)械手做機(jī)器人機(jī)械手系統(tǒng)中粗重工作，它包括兩個(gè)部分：機(jī)構(gòu)和附件,機(jī)械手也有聯(lián)接附件基座，如下圖所示一機(jī)器人機(jī)械手基座與附件之間的聯(lián)接情況。 機(jī)械手基座通常固定在工作區(qū)域的地基上，有時(shí)基座也可以移動，在這種情況下基座安裝在導(dǎo)軌或者軌道上，允許機(jī)械手從一個(gè)位置移動到另外一個(gè)位置。 正如前面所提到的那樣，附件從機(jī)器人機(jī)械手基座上延伸出來，附件就是 機(jī)器人機(jī)械手的手臂，它可以是直線型，也可以是軸節(jié)型手臂，軸節(jié)型手臂也是大家所知的關(guān)節(jié)型手臂。 機(jī)械臂使機(jī)械手產(chǎn)生各軸的運(yùn)動。這些軸連在一個(gè)安裝基座上，然后再練到托架上，托架確保機(jī)械手停留在某一位置。 在手臂的末端上，連接著手腕，手腕由輔助軸和手腕凸緣組成，手腕是讓機(jī)器人機(jī)械手用戶在手腕凸緣上安裝不同工具來做不同種工作。 機(jī)器手的軸使機(jī)械手在某一區(qū)域內(nèi)執(zhí)行任務(wù)，我們將這個(gè)區(qū)域?yàn)闄C(jī)器人機(jī)械手的工作單元，該區(qū)域的大小與機(jī)械手的尺寸相對應(yīng)，一個(gè)典型裝配機(jī)器人機(jī)械手的工作單元。隨著機(jī)器人機(jī)械手機(jī)械結(jié)構(gòu)尺寸的增加，工作單元的范圍也必須相應(yīng)增加。 機(jī)械手的運(yùn)動由執(zhí)行元件或驅(qū)動系統(tǒng)來控制。執(zhí)行元件或驅(qū)動系統(tǒng)允許各軸在工作單元內(nèi)運(yùn)動。驅(qū)動系統(tǒng)可用電氣液壓和氣壓動力，驅(qū)動系統(tǒng)所產(chǎn)生的動力經(jīng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，驅(qū)動系統(tǒng)與機(jī)械傳動鏈相匹配。由鏈、齒輪和滾珠絲杠組成的機(jī)械傳動鏈驅(qū)動著機(jī)器人機(jī)械手的各軸。 B.控制器 機(jī)器人機(jī)械手控制器是工作單元的核心?？刂破鲀Υ嬷A(yù)編程序供后續(xù)條用、控制外設(shè)，及與廠內(nèi)計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊以滿足產(chǎn)品經(jīng)常更新的需要。 控制器用于控制機(jī)械手運(yùn)動和在工作單元內(nèi)控制機(jī)器人機(jī)械手外設(shè)。用戶可通過手持的示教盒將機(jī)械手運(yùn)動的程序編入控制器。這些信息儲存在控制器的存儲器中以備后續(xù)調(diào)用，控制器存儲了機(jī)器人機(jī)械手系統(tǒng)的所有編程數(shù)據(jù)，它能存儲幾個(gè)不同的程序，并且所有這些程序均能編輯。 控制器要求能夠在工作單元內(nèi)與外設(shè)進(jìn)行通信。例如控制器有一個(gè)輸入端，它能標(biāo)識某個(gè)機(jī)加工操作何時(shí)完成。當(dāng)該加工循環(huán)完成后，輸入端接通，告訴控制器定位機(jī)械手以便能抓取以加工工件，隨后機(jī)械手抓取一未加工工件，將其放置在機(jī)床上。接著，控制器給機(jī)床開始加工的信號。 控制器可以由根據(jù)時(shí)間順序而步進(jìn)的機(jī)械式輪轂組成，這種類型的控制器可用在非常簡單的機(jī)械系統(tǒng)中。用于大多數(shù)機(jī)器人機(jī)械手系統(tǒng)中的控制器代表現(xiàn)代電子學(xué)的水平，是更復(fù)雜的裝置，即它們是由微處理器操縱的。這些微處理器可以是8位，16位或32位處理器。它們可以使得控制器在操作工程中顯得非常柔性。 控制器能通過通信線發(fā)送電信號，使它能與機(jī)器手各軸交流信息，在機(jī)器人機(jī)械手的機(jī)械手和控制器之間的雙向交流信息可以保持系統(tǒng)操作和位置經(jīng)常更新，控制器亦能控制安裝在機(jī)器人機(jī)械手手腕上的任何工具。 控制器也有與廠內(nèi)各計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信的任務(wù)，這種通信聯(lián)系使機(jī)器人機(jī)械手成為計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）系統(tǒng)的一個(gè)組成部分。 存儲器?；谖⑻幚砥鞯南到y(tǒng)運(yùn)行時(shí)要與固態(tài)的存儲裝置相連,這些存儲裝置可以是磁泡，隨機(jī)存儲器、軟盤、磁帶等。每種記憶存儲裝置均能貯存、編輯信息以備后續(xù)調(diào)用和編輯。 C.動力源 動力源是給機(jī)器人機(jī)械手和機(jī)器手提供動力的單元。傳給機(jī)器人機(jī)械手系統(tǒng)的動力源有兩種，一種是用于控制器的交流電，另一種是用于驅(qū)動機(jī)械手各軸的動力源，例如，如果機(jī)器人機(jī)械手的機(jī)械手是由液壓和氣壓驅(qū)動的，控制信號便傳送到這些裝置中，驅(qū)動機(jī)器人機(jī)械手運(yùn)動。 對于每一個(gè)機(jī)器人機(jī)械手系統(tǒng)，動力是用來操縱機(jī)械手的。這些動力可來源于液壓動力源、氣壓動力源或電源，這些能源是機(jī)器人機(jī)械手工作單元整體的一部分。 摘自: 《制造工程與技術(shù)（機(jī)加工）》 機(jī)械工業(yè)出版社 2004年3月第1版??? ?? 美 s. 卡爾帕基安(Serope kalpakjian) ????? s.r 施密德(Steven R.Schmid)??????? 著