业自动化程度的提高,工业现场的很多易燃、易爆等高危及重体力劳动场合必将由机器人所代替。这一方面可以减轻工人的劳动强度,另一方面可以大大提高劳动生产率。目前,我国大多数工厂的生产线上装卸工件仍由人工完成,其劳动强度大、生产效率低,而且具有一定的危险性,已经满足不了生产自动化的发展趋势。为了提高工作效率,降低成本,并使生产线发展成为柔性制造系统,适应现代机械行业自动化生产的要求,针对具体生产工艺,结合机床的实际结构,利用机械手技术,设计用一台上下料机械手代替人工工作,以提高劳动生产率。本机械手主要与数控机床组合最终形成生产线,实现加工过程的自动化和无人化。 2 1.2 机械手发展现状和趋势目前,国内外各种机械手和机械手的研究成为科研的热点,其研究的现状和大体趋势如下: (1)机械结构向模块化、可重构化发展。(2)工业机械手控制系统向基于 PC机的开放型控制器方向发展,便于标准化、网络化;器件集成度提高,结构小巧,且采用模块化结构;大大提高了系统的可靠性、易操作性,而且维修方便。(3)机械手中的传感器作用日益重要,使其向智能化方向发展。(4)关节式、侧喷式、顶喷式、龙门式喷涂机械手产品标准化、通用化、模块化、系列化设计;柔性仿形喷涂机械手开发,柔性仿形复合机构开发,仿形伺服轴轨迹规划研究,控制系统开发; (5)焊接、搬运、装配、切割等作业的工业机械手产品的标准化、通用化、模块化、系列化研究;以及离线示教编程和系统动态仿真。总的来说,大体是两个方向:其一是机械手的智能化,多传感器,多控制器,先进的控制算法,复杂的机电控制系统;其二是与生产加工相联系,性价比高,在满足工作要求的基础上,追求系统的经济、简洁、可靠,大量采用工业控制器,市场化、模块化的元件。 1.3 机械手的系统工作原理及组成机械手的系统工作原理框图如图 1-1 所示。控制系统( PLC ) 驱动系统执行机构位置检测装置
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