文档介绍：1绪论 工业机械手概述工业机器人由操作机(机械本体)、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成, 是一种仿人操作,自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。特别适合于多品种、变批量的柔性生产。它对稳定、提高产品质量,提高生产效率,改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术,是当代研究十分活跃,应用日益广泛的领域。机器人应用情况,是一个国家工业自动化水平的重要标志。机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动,而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的电子机械装置,既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力,又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力,从某种意义上说它也是机器的进化过程产物,它是工业以及非产业界的重要生产和服务性设各,,按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。在工业生产中应用的机械手被称为“工业机械手”。生产中应用机械手可以提高生产的自动化水平和劳动生产率:可以减轻劳动强度、保证产品质量、实现安全生产;尤其在高温、高压、低温、低压、粉尘、易爆、有毒气体和放射性等恶劣的环境中,它代替人进行正常的工作,意义更为重大。因此,在机械加工、冲压、铸、锻、焊接、热处理、电镀、喷漆、装配以及轻工业、,专用性较强,仅为某台机床的上下料装置,是附属于该机床的专用机械手。随着工业技术的发展,制成了能够独立的按程序控制实现重复操作,适用范围比较广的“程序控制通用机械手”,简称通用机械手。由于通用机械手能很快的改变工作程序,适应性较强,所以它在不断变换生产品种的中小批量生产中获得广泛的引用。 机械手的发展简史现代工业机械手起源于 20 世纪 50 年代初,是基于示教再现和主从控制方式、能适应产品种类变更,具有多自由度动作功能的柔性自动化产品。机械手首先是从美国开始研制的。 1958 年美国联合控制公司研制出第一台机械手。他的结构是: 机体上安装一回转长臂, 端部装有电磁铁的工件抓放机构,控制系统是示教型的。 1962 年,美国机械铸造公司在上述方案的基础之上又试制成一台数控示教再现型机械手。商名为 Unimate( 即万能自动) 。运动系统仿造坦克炮塔,臂回转、俯仰, 用液压驱动; 控制系统用磁鼓最存储装置。不少球坐标式通用机械手就是在这个基础上发展起来的。同年该公司和普鲁曼公司合并成立万能自动公司( Unimaton ) , 专门生产工业机械手。 1962 年,美国机械铸造公司也试验成功一种叫 Versatran 机械手,原意是灵活搬运。该机械手的中央立柱可以回转, 臂可以回转、升降、伸缩、采用液压驱动,控制系统也是示教再现型。虽然这两种机械手出现在六十年代初, 但都是国外工业机械手发展的基础。 1978 年, 美国 Unimate 公司和斯坦福大学、麻省理工学院联合研制一种 Unimate-Vic-arm 型工业机械手, 装有小型电子计算机进行控制, 用于装配作业,定位误差可小于± 1 毫米。美国还十分注意提高机械手的可靠性, 改进结构, 降低成本。如 Unimat e 公司建立了 8 年机械手试验台, 进行各种性能的试验。准备把故障前平均时间(注: 故障前平均时间是指一台设备可靠性的一种量度。它给出在第一次故障前的平均运行时间),由 400 小时提高到 1500 小时,精度可提高到± 毫米。德国机器制造业是从 1970 年开始应用机械手, 主要用于起重运输、焊接和设备的上下料等作业。德国 KnKa 公司还生产一种点焊机械手, 采用关节式结构和程序控制。瑞士 RETAB 公司生产一种涂漆机械手,采用示教方法编制程序。瑞典安莎公司采用机械手清理铸铝齿轮箱毛刺等。日本是工业机械手发展最快、应用最多的国家。自 1969 年从美国引进二种典型机械手后,大力研究机械手的研究。据报道, 1976 年从事机械手的研究工作的大专院校、研究单位多达 50 多个。 1979 年 120 多个大学和国家研究部门用在机械手的研究费用 42% 。 197 9 年日本机械手的产值达 44 3 亿日元, 产量为 14535 台。其中固定程序和可变程序约占一半,达 222 亿日元,是 197 8 年的二倍。具有记忆功能的机械手产值约为 67 亿日元,比 1978 年增长 50% 。智能机械手约为 17 亿日元,为 1978 年的 6倍。截止 1979 年, 机械手累计产量达 56900 台。在数量上已占世界首位, 约占 70% , 并以每年 50