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桁架機械手的系統(tǒng)組成和系統(tǒng)特點
閱讀：578 發(fā)布時間：2022-11-11
桁架機械手，又稱上下料機械手、平衡吊、平衡助力器等，是一種新穎的、用于物料搬運及安裝時省力操作的助力自動化設(shè)備。
一套完整的桁架機械手裝備主要由三部分組成：平衡吊主機、抓取夾具（或機械手）及安裝結(jié)構(gòu)。平衡吊主機是可實現(xiàn)物料（或工件）在空中無重力化浮動狀態(tài)的主體裝置。機械手則是實現(xiàn)工件抓取，并完成用戶相應(yīng)搬運和裝配要求的裝置。安裝結(jié)構(gòu)則是根據(jù)用戶服務(wù)區(qū)域及現(xiàn)場狀況要求以支撐整套設(shè)備的機構(gòu)。
硬臂式機械手特點作以下說明：
1.硬臂式助力機械手系統(tǒng)組成，主要包括五個部分：
1）軌道行走系統(tǒng)；
2）機械手主機；
3）夾具部分；
4）執(zhí)行部分；
5）氣路控制系統(tǒng)。
2.硬臂式助力機械手系統(tǒng)組成之特點
一、軌道系統(tǒng)
本方案采用雙排C型鋁合金軌道與移動平臺小車配合，平臺小車下法蘭連接硬臂式機械手。使整個設(shè)備在軌道行程內(nèi)平穩(wěn)行走。C型軌道采用進口材料，強度、精度高。
非金屬滾輪采用高強度耐磨尼龍材料加工而成，使用壽命長。
二、機械手主機
a）可實現(xiàn)不同重量物料的重力平衡狀態(tài)，適用于物料的精確移載操作。
b）空載、滿載及處理不同工件時，系統(tǒng)可感知其重量變化，并實現(xiàn)載荷在三維空間中的浮動狀態(tài)，便于精確定位。
c）全程平衡、運動順滑等特點，使得操作者可以很便捷地實現(xiàn)工件的搬運、定位、裝配等操作。
d）剛性手臂可使機械手帶工件越過障礙；水平臂可滿足物料在相關(guān)場所進行橫向放入、橫向取出等動作要求。
e）系統(tǒng)可始終保持機械手頭部的水平，發(fā)揮高作業(yè)性。
f）關(guān)節(jié)剎車裝置，具有多個回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，以實現(xiàn)廣域范圍內(nèi)的物料取置；配備有剎車裝置，操作者可在操作過程中隨時中斷機械手的運動。
三、氣動夾具
a）主機控制與夾具（機械手）集成為一體，方便操作者雙手控制工件。主機操作按鈕都集成于夾具控制面板上，控制部分及指示燈、指示器等按人體工學原理布置，便于操作及緊急情況的處理。
四、執(zhí)行部分
執(zhí)行部分是機械手上承擔抓（或吸）取物件的機構(gòu)，由手指、傳力（或增力）機構(gòu)和動力裝置等組成。
手指是手部中直接承擔抓（或吸）取物件的元件。
1、手指的抓取機能
助力機械手的手指的抓取機能是由被抓取物件和手指決定的。被抓取物件的大小、形狀、重量、材質(zhì)和受外力的約束程度及運動（抓取運動的物件）情況，決定了手指是的大小、形狀、個數(shù)、種類配置和動作，而這些又決定了手指的抓取機能（即該手指能抓取的極限尺寸；手指對物件的約束和握緊程度；抓取精度-定位精度等）。
2、手指的種類
機械手的手指有機械式和吸盤式兩種形式。人手抓取物件時，手指常與手掌相對握緊。機械式手指沒有手掌，全靠手指握緊物件；而吸盤式手指則剛好相當于只有手掌吸附物件。機械式手指的應(yīng)用比較廣泛。
機械式手指常按指根的動作及手指的數(shù)目或手指的形狀進行分類。
（1）按指根的動作不同分類
回轉(zhuǎn)型手指：手指的張開與閉合是靠指根的回轉(zhuǎn)動作完成的。無關(guān)節(jié)手指的本體是一個直構(gòu)件；固定關(guān)節(jié)指的本體是一個彎構(gòu)件，即在指的中間處形成一個“V"形關(guān)節(jié)角；而自由關(guān)節(jié)指的本體在中間分開，指根與指尖是由鉸鏈連接的。
直進型手指：手指的張開與閉合是靠手指的直接動作完成的。這種手指也可分為無關(guān)節(jié)指和自由關(guān)節(jié)指。有時還把無關(guān)節(jié)指、固定關(guān)節(jié)指、自由關(guān)節(jié)指相互組合而成為混合手指。
（2）按手指抓取部分的形狀分類
有圓弧形的、鋸齒形的、鉤形的和平板形的等等。
3、典型表面與手指的接觸狀態(tài)
雖然被抓取物件的形狀和尺寸是多種多樣的，但是從抓取的角度來看，可將被抓取部位的形狀分成圓柱形、正方柱形、板形、球形和圓錐形等5種典型表面。各種手指在抓取這5種典型表面時的接觸狀態(tài)是各不相同的，根據(jù)這時的接觸狀態(tài)，即可對不同形狀和數(shù)量的手指及其抓取機能進行分析和比較，以便從中選出合理的指形和手指個數(shù)。
五、控制系統(tǒng)
a）設(shè)置有元件保護盒，以保護主要精密氣動元器件，避免操作時意外撞擊及灰塵沉積。氣路排布按豐田AMS標準執(zhí)行，方便維修。
b）系統(tǒng)配備二聯(lián)件、單向閥和儲氣罐，為系統(tǒng)提供持續(xù)穩(wěn)定的壓縮空氣，當主供氣源意外斷氣時，可提供一定時間的安全保障，并使系統(tǒng)有足夠的動力完成本次操作或?qū)⒐ぜ遁d。
助力機械手系統(tǒng)安全：
a）配備有負載顯示器，指示負載狀態(tài)，告知操作者：此時物料是否可被提起或被卸載。當系統(tǒng)處于負載狀態(tài)時，顯示器呈紅色。
b）配備有負載壓力表，指示壓縮空氣工作狀況。
c）配備有安全誤操作保護裝置，防止誤動作對人身或設(shè)備造成傷害；在操作者未對安裝狀況進行確認前，即工件未安裝到位前，如果工人誤操作松開按鈕，工件不能被卸載（限于動力夾具）。
d）系統(tǒng)配備了失氣保護裝置，當主供氣源意外斷氣時，主機臂桿不能動作，機械手停止作業(yè)，避免意外的傷害。
e）設(shè)備配套安全控制系統(tǒng)，在操作時，系統(tǒng)不會因為誤動作，而突然改變負載或空載壓力，因此機械手不會因此快速上升或下降而對人身、設(shè)備和產(chǎn)品造成傷害。
一套完整的桁架機械手裝備主要由三部分組成：平衡吊主機、抓取夾具（或機械手）及安裝結(jié)構(gòu)。平衡吊主機是可實現(xiàn)物料（或工件）在空中無重力化浮動狀態(tài)的主體裝置。機械手則是實現(xiàn)工件抓取，并完成用戶相應(yīng)搬運和裝配要求的裝置。安裝結(jié)構(gòu)則是根據(jù)用戶服務(wù)區(qū)域及現(xiàn)場狀況要求以支撐整套設(shè)備的機構(gòu)。
硬臂式機械手特點作以下說明：
1.硬臂式助力機械手系統(tǒng)組成，主要包括五個部分：
1）軌道行走系統(tǒng)；
2）機械手主機；
3）夾具部分；
4）執(zhí)行部分；
5）氣路控制系統(tǒng)。
2.硬臂式助力機械手系統(tǒng)組成之特點
一、軌道系統(tǒng)
本方案采用雙排C型鋁合金軌道與移動平臺小車配合，平臺小車下法蘭連接硬臂式機械手。使整個設(shè)備在軌道行程內(nèi)平穩(wěn)行走。C型軌道采用進口材料，強度、精度高。
非金屬滾輪采用高強度耐磨尼龍材料加工而成，使用壽命長。
二、機械手主機
a）可實現(xiàn)不同重量物料的重力平衡狀態(tài)，適用于物料的精確移載操作。
b）空載、滿載及處理不同工件時，系統(tǒng)可感知其重量變化，并實現(xiàn)載荷在三維空間中的浮動狀態(tài)，便于精確定位。
c）全程平衡、運動順滑等特點，使得操作者可以很便捷地實現(xiàn)工件的搬運、定位、裝配等操作。
d）剛性手臂可使機械手帶工件越過障礙；水平臂可滿足物料在相關(guān)場所進行橫向放入、橫向取出等動作要求。
e）系統(tǒng)可始終保持機械手頭部的水平，發(fā)揮高作業(yè)性。
f）關(guān)節(jié)剎車裝置，具有多個回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，以實現(xiàn)廣域范圍內(nèi)的物料取置；配備有剎車裝置，操作者可在操作過程中隨時中斷機械手的運動。
三、氣動夾具
a）主機控制與夾具（機械手）集成為一體，方便操作者雙手控制工件。主機操作按鈕都集成于夾具控制面板上，控制部分及指示燈、指示器等按人體工學原理布置，便于操作及緊急情況的處理。
四、執(zhí)行部分
執(zhí)行部分是機械手上承擔抓（或吸）取物件的機構(gòu)，由手指、傳力（或增力）機構(gòu)和動力裝置等組成。
手指是手部中直接承擔抓（或吸）取物件的元件。
1、手指的抓取機能
助力機械手的手指的抓取機能是由被抓取物件和手指決定的。被抓取物件的大小、形狀、重量、材質(zhì)和受外力的約束程度及運動（抓取運動的物件）情況，決定了手指是的大小、形狀、個數(shù)、種類配置和動作，而這些又決定了手指的抓取機能（即該手指能抓取的極限尺寸；手指對物件的約束和握緊程度；抓取精度-定位精度等）。
2、手指的種類
機械手的手指有機械式和吸盤式兩種形式。人手抓取物件時，手指常與手掌相對握緊。機械式手指沒有手掌，全靠手指握緊物件；而吸盤式手指則剛好相當于只有手掌吸附物件。機械式手指的應(yīng)用比較廣泛。
機械式手指常按指根的動作及手指的數(shù)目或手指的形狀進行分類。
（1）按指根的動作不同分類
回轉(zhuǎn)型手指：手指的張開與閉合是靠指根的回轉(zhuǎn)動作完成的。無關(guān)節(jié)手指的本體是一個直構(gòu)件；固定關(guān)節(jié)指的本體是一個彎構(gòu)件，即在指的中間處形成一個“V"形關(guān)節(jié)角；而自由關(guān)節(jié)指的本體在中間分開，指根與指尖是由鉸鏈連接的。
直進型手指：手指的張開與閉合是靠手指的直接動作完成的。這種手指也可分為無關(guān)節(jié)指和自由關(guān)節(jié)指。有時還把無關(guān)節(jié)指、固定關(guān)節(jié)指、自由關(guān)節(jié)指相互組合而成為混合手指。
（2）按手指抓取部分的形狀分類
有圓弧形的、鋸齒形的、鉤形的和平板形的等等。
3、典型表面與手指的接觸狀態(tài)
雖然被抓取物件的形狀和尺寸是多種多樣的，但是從抓取的角度來看，可將被抓取部位的形狀分成圓柱形、正方柱形、板形、球形和圓錐形等5種典型表面。各種手指在抓取這5種典型表面時的接觸狀態(tài)是各不相同的，根據(jù)這時的接觸狀態(tài)，即可對不同形狀和數(shù)量的手指及其抓取機能進行分析和比較，以便從中選出合理的指形和手指個數(shù)。
五、控制系統(tǒng)
a）設(shè)置有元件保護盒，以保護主要精密氣動元器件，避免操作時意外撞擊及灰塵沉積。氣路排布按豐田AMS標準執(zhí)行，方便維修。
b）系統(tǒng)配備二聯(lián)件、單向閥和儲氣罐，為系統(tǒng)提供持續(xù)穩(wěn)定的壓縮空氣，當主供氣源意外斷氣時，可提供一定時間的安全保障，并使系統(tǒng)有足夠的動力完成本次操作或?qū)⒐ぜ遁d。
助力機械手系統(tǒng)安全：
a）配備有負載顯示器，指示負載狀態(tài)，告知操作者：此時物料是否可被提起或被卸載。當系統(tǒng)處于負載狀態(tài)時，顯示器呈紅色。
b）配備有負載壓力表，指示壓縮空氣工作狀況。
c）配備有安全誤操作保護裝置，防止誤動作對人身或設(shè)備造成傷害；在操作者未對安裝狀況進行確認前，即工件未安裝到位前，如果工人誤操作松開按鈕，工件不能被卸載（限于動力夾具）。
d）系統(tǒng)配備了失氣保護裝置，當主供氣源意外斷氣時，主機臂桿不能動作，機械手停止作業(yè)，避免意外的傷害。
e）設(shè)備配套安全控制系統(tǒng)，在操作時，系統(tǒng)不會因為誤動作，而突然改變負載或空載壓力，因此機械手不會因此快速上升或下降而對人身、設(shè)備和產(chǎn)品造成傷害。