自動化機械手現(xiàn)狀

現(xiàn)今，注塑機械手在注塑行業(yè)的應(yīng)用越來越普及。它是為實現(xiàn)注塑生產(chǎn)自動化而服務(wù)的，主要用于代替人工拾取、傳送以及堆放注塑件。使用機械手可以大大改善勞動條件、降低安全事故、提高生產(chǎn)效率、降低產(chǎn)品不良率、穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量以及降低生產(chǎn)成本等，最終達到增強企業(yè)競爭力的目的，是注塑行業(yè)未來發(fā)展的趨勢。

隨著注塑行業(yè)的快速發(fā)展，注塑件正變得越來越復(fù)雜化，因而對注塑產(chǎn)品的取件、堆放作業(yè)也提出了更高的要求。目前單純的直角坐標(biāo)工業(yè)機械手已逐漸不能滿足現(xiàn)在注塑行業(yè)的自動化需求，尤其是對注塑件模內(nèi)及模外空間位置的定位及旋轉(zhuǎn)、復(fù)雜路徑的搬運傳送、高難度空間抓取以及特殊堆放排列要求等任務(wù)，就需要一種兼具線性工業(yè)機械手大跨度工作區(qū)間特性與更好柔性性能的工業(yè)機械手，可以靈活地完成有空間要求的各項作業(yè)。

目前市場上常見的機械手手臂末端一般采用側(cè)姿機構(gòu)，利用氣缸以及連桿，把氣缸的直線推動轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)板的旋轉(zhuǎn)運動，實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)板 90 度的轉(zhuǎn)動，最終帶動治具及夾持件相同角度的旋轉(zhuǎn)。然而，采用這種方式只能以單一軸向為中心進行旋轉(zhuǎn)，且旋轉(zhuǎn)角度不可調(diào)，大大降低了末端的靈活性 ；此外，氣缸推動時的沖擊力會傳遞給側(cè)姿固定架，時間一長受沖擊部分很容易發(fā)生疲勞破壞，甚至導(dǎo)致事故發(fā)生。

三軸伺服機械手，該三軸 伺服機械手由橫走臂、引拔臂、以及操作臂組成，其中橫走臂采用直線導(dǎo)軌機構(gòu)、引拔和操 作臂則采用滾珠絲杠結(jié)構(gòu)進行傳動，實現(xiàn)了行程范圍內(nèi)的任意位置的停止。然而該機械手的側(cè)姿組件也只能實現(xiàn) 90 度翻轉(zhuǎn)，無法實現(xiàn)多方向多角度的旋轉(zhuǎn)以及定位，從而具有一 定局限性。

現(xiàn)有的機械手主要存在以下不足 ：

一、采用電機絲桿結(jié)構(gòu)只適合短距離輕載直線傳動，然而目前的取料件正變得越來越重，結(jié)構(gòu)也越來越復(fù)雜，在長距離重負(fù)載直線運動上，絲桿有可能強度不夠，會導(dǎo)致機械手出現(xiàn)震動、抖動現(xiàn)象，嚴(yán)重時會導(dǎo)致絲桿彎曲、變形、甚至斷裂等等 ；

二、大部分機械手配備的側(cè)姿機構(gòu)只能實現(xiàn) 90 度定角度的翻轉(zhuǎn)，而無法實現(xiàn)更加柔性的關(guān)節(jié)運動，對特殊要求的取件作業(yè)無從下手。

五自由度（3直角坐標(biāo)軸+2旋轉(zhuǎn)軸）機械手

包括直線運動部分以及關(guān)節(jié)運動部分，直線運動部分包括 X 軸運動部、Y 軸運動部以及 Z 軸運動部，Y 軸運動部安裝在 X 軸運動部上，X 軸運動部帶動 Y 軸運動部橫向移動，Z 軸運動部安裝在 Y 軸運動部上，Y 軸運動部帶動 Z 軸運動部以及關(guān)節(jié)運動部分縱向移動，關(guān)節(jié)運動部分安裝在 Z 軸運動部上，Z 軸運動部帶動關(guān)節(jié)運動部分上下移動，其特征在于，關(guān)節(jié)運動部分包括手臂連接板、組件框架、旋轉(zhuǎn)側(cè)板、A 軸組件和 C 軸組件，手臂連接板固定在組件框架的頂部，手臂連接板聯(lián)接在 Z 軸運動部的最下端，A 軸組件設(shè)置在組件框架的側(cè)部，A 軸組件設(shè)置在關(guān)節(jié)運動部分的末端且可繞 A 軸組件的軸線旋轉(zhuǎn)，C 軸組件設(shè)置在 Z 軸運動部的下端且可繞 C 軸組件的軸線擺動，C 軸組件通過旋轉(zhuǎn)側(cè)板帶動 A 軸組件沿 C 軸組件的軸線擺動。

C 軸組件主要包括 C 軸伺服電機、電機法蘭、同步帶組件、C 軸軸承減速機以及減速機輸入軸，同步帶組件包括主帶輪、從帶輪以及同步帶，C 軸伺服電機通過電機法蘭固定在組件框架的側(cè)面，C 軸軸承減速機固定在組件框架的側(cè)面，主帶輪安裝在 C 軸伺服電機的輸出端，從帶輪設(shè)置在減速機輸入軸上，旋轉(zhuǎn)側(cè)板安裝在 C 軸軸承減速機的輸出端上，C 軸伺服電機通過同步帶組件帶動 C 軸軸承減速機運轉(zhuǎn)，C 軸軸承減速機帶動旋轉(zhuǎn)側(cè)板擺動。

C 軸伺服電機 5-4、電機法蘭 5-3、同步帶組件、C 軸軸承減速機 5-9 以及減速機輸入軸 5-8。同步帶組件包括主帶輪 5-5、從帶輪 5-7 以及同步帶 5-6，C 軸伺服電機 5-4 的輸出軸與主帶輪 5-5 由鍵連接，并通過同步帶 5-6 帶動從帶輪 5-7。C軸伺服電機 5-4 通過電機法蘭 5-3 固定在組件框架 5-1 的側(cè)面，且位于組件框架 5-1 內(nèi)。C軸軸承減速機 5-9 固定在組件框架 5-1 的側(cè)面，且位于 C 軸伺服電機 5-4 的下方。主帶輪5-5 安裝在 C 軸伺服電機 5-4 的輸出端，從帶輪 5-7 設(shè)置在減速機輸入軸 5-8 上，旋轉(zhuǎn)側(cè)板5-10 安裝在 C 軸軸承減速機 5-9 的輸出端上。C 軸伺服電機 5-4 通過同步帶 5-6 組件帶動減速機輸入軸 5-8 旋轉(zhuǎn)從而帶動 C 軸軸承減速機 5-9 運轉(zhuǎn)，C 軸軸承減速機 5-9 帶動旋轉(zhuǎn)側(cè)板 5-10 擺動。

機械公社——為機械而生