机械手的执行元件多用活塞油缸及油马达。每种执行元件可以直接或间接与输出轴联接,实现机械手的动作。各种元件特点:
1)活塞油缸 活塞油缸加工容易,注塑机械手,密封简单,起动反映快,易于制动。因此除做为直线运动的执行元件外,长经过齿条,齿轮等机构实现臂部回转运动。这种办法产生的扭矩大,但由于传动间隙容易影响传动精度。
2)摆动油缸 摆动油缸加工困难,密封性要求高,注塑机械手配件,容易产生内泄露。摆动油缸尺寸小,重量轻,五轴注塑机械手,有利于简化机械手结构。常用于中小型机械手臂部的回转。
3)油马达 油马达成本较高,注塑机械手定制,使用时油量不大而且稳定。内泄露虽然较大,但一般在降速状态下使用,因此输出扭矩比较稳定。采用油马达传动的机械手结构简单,特别适用于长行程的往复运动。
早在40年代,随着原子能工业的发展,已出现了模拟关节式的*1代机械手。
50~60年代即制成了传送和装卸工件的通用机械手和数控示教再现型机械手。这种机械手也称*二代机械手。
60~70年代,又相继把通用机械手用于汽车车身的点焊和冲压生产自动线上,亦即是*二代机械手这一新技术进入了应用阶段。
80-90年代,装配机械手处于鼎盛时期,尤其是日本。
90年代机械手在特殊用途上有较大的发展,除了在工业上广泛应用外,农、林、矿业、**、海洋、文娱、体育、服务业、军事领域上有较大的应用。
90年代以后,随着计算机技术、微电子技术、网络技术等的快速发展,机械手技术也得到飞速的多元化发展。
机械手的手腕连接于手和手臂之间,用于调整手的方向.此机械手能旋转任何角度,所以手腕能分别独立的绕X、Y、Z轴向实现转动即实现手×腕的任何角度的伸缩和转动. 手腕回转的驱动力距M通常计按下式计算M≥(1.1~1.2)(M摩+M偏+ M惯)(公斤力×米) 式中摩—手腕支撑处的摩擦阻力距 M偏—工件重芯偏置的偏置力矩 M惯—手腕运动的惯性力矩
1) 摩擦阻力矩的计算M摩=f/2×(N1×D1+N2×D2) (公斤力×米)式中N1,N2—轴承处支反力 D1,D2—轴承直径(米) F—轴承的摩擦系数
2)偏置力矩M偏的计算 M偏=G×e(公斤力×米) 式中G—工件的重量(公斤力)e—工件重芯到手腕转轴线的垂直距离(米)
3)惯性力矩M惯的计算
M惯=0.0175×(J腕+J手+J工) ×w/t(公斤力×米) 式中
J腕—手腕的转动部件对其运动轴线的转动惯量
J手—手部对手腕转动轴线的转动惯量
J工—工件对手腕转动轴线的转动惯量
W—手腕转动的角速度(1/秒)
T—手腕启动过程所需用的时间(秒)