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    工業機械手的種類,以及如何選擇工業機械手?

    發布日期:2020-07-09

    工業機械手有哪些種類?

    答:工業機械手的種類,①按驅動方式可分為液壓式、氣動式、電動式、機械式機械手;
    1、 液壓傳動機械手
    是以液壓的壓力來驅動執行機構運動的機械手。其主要特點是:抓重可達幾百公斤以上、傳動平穩、結構緊湊、動作靈敏。但對密封裝置要求嚴格,不然油的泄漏對機械手的工作性能有很大的影響,且不宜在高溫、低溫下工作。若機械手采用電液伺服驅動系統,可實現連續軌跡控制,使機械手的通用性擴大,但是電液伺服閥的制造精度高,油液過濾要求嚴格,成本高。
    2、 氣壓傳動機械手
    是以壓縮空氣的壓力來驅動執行機構運動的機械手。其主要特點是:介質李源極為方便,輸出力小,氣動動作迅速,結構簡單,成本低。但是,由于空氣具有可壓縮的特性,工作速度的穩定性較差,沖擊大,而且氣源壓力較低,抓重一般在30公斤以下,在同樣抓重條件下它比液壓機械手的結構大,所以適用于高速、輕載、高溫和粉塵大的環境中進行工作。
    3、機械傳動機械手
    即由機械傳動機構(如凸輪、連桿、齒輪和齒條、間歇機構等)驅動的機械手。它是一種附屬于工作主機的專用機械手,其動力是由工作機械傳遞的。它的主要特點是運動準確可靠,動作頻率大,但結構較大,動作程序不可變。它常被用于工作主機的上、下料。
    4、電力傳動機械手
    即有特殊結構的感應電動機、直線電機或功率步進電機直接驅動執行機構運動的機械手,因為不需要中間的轉換機構,故機械結構簡單。其中直線電機機械手的運動速度快和行程長,維護和使用方便。此類機械手目前還不多,但有發展前途。


    ②按適用范圍可分為專用機械手和通用機械手兩種;

    1、專用機械手
    它是附屬于bai主機的、具有固定程序而無獨立控制系統的機械裝置。專用機械手具有動作少、工作對象單一、結構簡單、使用可靠和造價低等特點,適用于大批量的自動化生產,如自動機床、自動線的上、下料機械手和“加口工中心”附屬的自動換刀機械手。
    2、通用機械手
    它是一種具有獨立控制系統的、程序可變的、動作靈活多樣的機械手。在規格性能范圍內,其動作程序是可變的,通過調整可在不同場合使用,驅動系統和控制系統是獨立的。通用機械手的工作范圍大、定位精度高、通用性強,適用于不斷變換生產品種的中小批量自動化的生產。
    通用機械手按其控制定位的方式不同可分為簡易型和伺服型兩種:簡易型以 “開一關”式控制定位,只能是點位控制: 伺服型具有伺服系統定位控制系統,可以是點位的,也可以實現連續軌跡控制,一般的伺服型通用機械手屬于數控類型。


    ③按運動軌跡控制方式可分為點位控制和連續軌跡控制機械手等。

    1、點位控制
    它的運動為空間點到點之間的移動,只能控制運動過程中幾個點的位置,不能控制其運動軌跡。若欲控制的點數多,則必然增加電氣控制系統的復雜性。目前使用的專用和通用工業機械手均屬于此類。
    2、連續軌跡控制
    它的運動軌跡為空間的任意連續曲線,其特點是設定點為無限的,整個移動過程處于控制之下,可以實現平穩和準確的運動,并且使用范圍廣,但電氣控制系統復雜。這類工業機械手一般采用小型計算機進行控制。 


          工業機械手種類的不同,應用的工業場景也是不同的,悅普達自動化根據您所需的應用場景,為您選擇高性價比、具有價格優勢的工業機械手!


    工業機械手由什么構成?

    答:工業機械手主要由執行機構、驅動機構和控制系統三大部分組成。手部是用來抓持工件(或工具)的部件,根據被抓持物件的形狀、尺寸、重量、材料和作業要求而有多種結構形式,如夾持型、托持型和吸附型等。運動機構,使手部完成各種轉動(擺動)、移動或復合運動來實現規定的動作,改變被抓持物件的位置和姿勢。運動機構的升降、伸縮、旋轉等獨立運動方式,稱為機械手的自由度。為了抓取空間中任意位置和方位的物體,需有6個自由度。自由度是機械手設計的關鍵參數。自由度越多,機械手的靈活性越大,通用性越廣,其結構也越復雜。一般專用機械手有2~3個自由度??刂葡到y是通過對機械手每個自由度的電機的控制,來完成特定動作。同時接收傳感器反饋的信息,形成穩定的閉環控制??刂葡到y的核心通常是由單片機或dsp等微控制芯片構成,通過對其編程實現所要功能。

    執行機構

    機械手的執行機構分為手部、手臂、軀干;
      1、手部
      手部安裝在手臂的前端。手臂的內孔中裝有傳動軸,可把運用傳給手腕,以轉動、伸曲手腕、開閉手指。
      機械手手部的構造系模仿人的手指,分為無關節、固定關節和自由關節3種。手指的數量又可分為二指、三指、四指等,其中以二指用的最多??筛鶕A持對象的形狀和大小配備多種形狀和大小的夾頭以適應操作的需要。所謂沒有手指的手部,一般都是指真空吸盤或磁性吸盤。
      2、手臂
      手臂的作用是引導手指準確地抓住工件,并運送到所需的位置上。為了使機械手能夠正確地工作,手臂的3個自由度都要精確地定位。
      3、軀干軀干是安裝手臂、動力源和各種執行機構的支架。

    驅動機構

    機械手所用的驅動機構主要有4種:液壓驅動、氣壓驅動、電氣驅動和機械驅動。
    1、液壓驅動式
      液壓驅動式機械手通常由液動機(各種油缸、油馬達)、伺服閥、油泵、油箱等組成驅動系統,由驅動機械手執行機構進行工作。通常它的具有很大的抓舉能力(高達幾百千克以上),其特點是結構緊湊、動作平穩、耐沖擊、耐震動、防爆性好,但液壓元件要求有較高的制造精度和密封性能,否則漏油將污染環境。
      2、氣壓驅動式
      其驅動系統通常由氣缸、氣閥、氣罐和空壓機組成,其特點是氣源方便、動作迅速、結構簡單、造價較低、維修方便。但難以進行速度控制,氣壓不可太高,故抓舉能力較低。
      3、電氣驅動式電力驅動是機械手使用得最多的一種驅動方式。其特點是電源方便,響應快,驅動力較大(關節型的持重已達400kg),信號檢測、傳動、處理方便,并可采用多種靈活的控制方案。驅動電機一般采用步進電機,直流伺服電機(AC)為主要的驅動方式。由于電機速度高,通常須采用減速機構(如諧波傳動、RV擺線針輪傳動、齒輪傳動、螺旋傳動和多桿機構等)。有些機械手已開始采用無減速機構的大轉矩、低轉速電機進行直接驅動(DD)這既可使機構簡化,又可提高控制精度。
      4、機械驅動式
      機械驅動只用于動作固定的場合。一般用凸輪連桿機構來實現規定的動作。其特點是動作確實可靠,工作速度高,成本低,但不易于調整。其他還有采用混合驅動,即液-氣或電-液混合驅動。

    控制系統

    機械手控制的要素包括工作順序、到達位置、動作時間、運動速度、加減速度等。機械手的控制分為點位控制和連續軌跡控制兩種。
      控制系統可根據動作的要求,設計采用數字順序控制。它首先要編制程序加以存儲,然后再根據規定的程序,控制機械手進行工作程序的存儲方式有分離存儲和集中存儲兩種。分離存儲是將各種控制因素的信息分別存儲于兩種以上的存儲裝置中,如順序信息存儲于插銷板、凸輪轉鼓、穿孔帶內;位置信息存儲于時間繼電器、定速回轉鼓等;集中存儲是將各種控制因素的信息全部存儲于一種存儲裝置內,如磁帶、磁鼓等。這種方式使用于順序、位置、時間、速度等必須同時控制的場合,即連續控制的情況下使用。

      其中插銷板使用于需要迅速改變程序的場合。換一種程序只需抽換一種插銷板限可,而同一插件又可以反復使用;穿孔帶容納的程序長度可不受限制,但如果發生錯誤時就要全部更換;穿孔卡的信息容量有限,但便于更換、保存,可重復使用;磁蕊和磁鼓僅適用于存儲容量較大的場合。至于選擇哪一種控制元件,則根據動作的復雜程序和精確程序來確定。對動作復雜的機械手,采用求教再現型控制系統。更復雜的機械手采用數字控制系統、小型計算機或微處理機控制的系統??刂葡到y以插銷板用的最多,其次是凸輪轉鼓。它裝有許多凸輪,每一個凸輪分配給一個運動軸,轉鼓運動一周便完成一個循環。


          了解完工業機械手的種類和構成,有些客戶在選擇工業機械手的時候還是把握不住要點,下面悅普達自動化再通過以下幾點告訴你該如何選擇合適的工業機械手:

    如何選擇合適的工業機械手?

    答:首先要知道的是你的機械手要用于何處。這是你選擇需要購買的機械手種類時的首要條件。

    機械手負載

         負載是指機械手工作時能夠承受的最大載重。如果你需要將零件從一臺機器處搬至另外一處,你就需要將零件的重量和機械手抓手的重量計算在負載內。


    自由度(軸數)

         機械手軸的數量決定了其自由度。如果只是進行一些簡單的應用,例如在傳送帶之間拾取放置零件,那么4軸的機械手就足夠了。如果機械手需要在一個狹小的空間內工作,而且機械臂需要扭曲反轉,6軸或者7軸的機械手是最好的選擇。軸的數量選擇通常取決于具體的應用。需要注意的是,軸數多一點并不只為靈活性。事實上,如果你在想把機械手還用于其它的應用,你可能需要更多的軸,“軸”到用時方恨少。不過軸多的也有缺點,如果一個6軸的機械手你只需要其中的4軸,你?還是得為剩下的那2個軸編程。?機械手制造商傾向于用稍微有區別的名字為軸或者關節命名。


    最大運動范圍

         在選擇機械手的時候,你需要了解機械手要到達的最大距離。選擇機械手不單要關注負載,還要關注其最大運動范圍。每一個公司都會給出機械手的運動范圍,你可以從中看出是否符合你應用的需要。最大垂直運動范圍是指機械手腕部能夠到達的最低點(通常低于機械手的基座)與最高點之間的范圍。最大水平運動范圍是指機械手腕部能水平到達的最遠點與機械手基座中心線的距離。你還需要參考最大動作范圍(用度表示)。這些規格不同的機械手區別很大,對某些特定的應用存在限制。


    重復精度

          這個參數的選擇也取決于應用。重復精度是機械手在完成每一個循環后,到達同一位置的?精確度/差異度。通常來說,機械手可以達到0.5mm以內的精度,甚至更高。例如,如果機械手是用于制造電路板,你就需要一臺超高重復精度的機械手。如果所從事的應用精度要求不高,那么機械手的重復精度也可以不用那么高。精度在2D視圖中通常用“±”表示。實際上,由于機械手并不是線性的,其可以在公差半徑內的任何位置。


    速度

    ?    速度對于不同的用戶需求也不同。它取決于工作需要完成的時間。規格表上通常只是給出最大速度,機械手能提供的速度介于0和最大速度之間。其單位通常為度/秒。一些機械手制造商還給出了最大加速度。

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    機械手重量

         機械手重量對于設計機械手單元也是一個重要的參數。如果工業機械手需要安裝在定制的工作臺甚至軌道上,你需要知道它的重量并設計相應的支撐。


    制動和慣性力矩

          機械手制造商一般都會給出制動系統的相關信息。一些機械手會給出所有軸的制動信息。為在工作空間內確定精準和可重復的位置,你需要足夠數量的制動。機器人特定部位的慣性力矩可以向制造商索取。這對于機械手的安全至關重要。同時還應該關注各軸的允許力矩。例如你的應用需要一定的力矩去完成時,就需要檢查該軸的允許力矩能否滿足要求。如果不能,機械手很可能會因為超負載而故障。


    防護等級

          這個也取決于機械手的應用時所需要的防護等級。機械手與食品相關的產品、實驗室儀器、醫療儀器一起工作或者處在易燃的環境中,其所需的防護等級各有不同。這是一個國際標準,需要區分實際應用所需的防護等級,或者按照當地的規范選擇。一些制造商會根據機械手工作的環境不同而為同型號的機械手提供不同的防護等級。

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    ?了解完這些,相信很多人都知道該怎么選擇工業機械手了,另外還需要對應的技術人員給出整體解決方案,我們悅普達自動化有多年的工業機械手行業經驗,可以全程跟蹤您的項目,給出合適的方案。悅普達自動化期待與您的合作!


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