設計機械手需要考慮哪些問題

1. 二次元機械手設計的5個要點是什麼

模具製造的高精度，高技術要求，那在設計時，應該注意以下5個要點：
1、控系統及運動件的分量——各種操控元件的精度和靈敏度不一樣，並且也與方位反應設備的有無有關。而運動件的分量包括二次元機械手自身的分量和被抓物的分量。
2.精度剛度——二次元機械手自身的構造剛度和觸摸剛度低時，因易發生振盪，定位精度一般較低。
3.定位方法——不一樣的定位方法影響要素不一樣。如機械擋塊定位時，定位精度與擋塊的剛度和碰接擋塊時的速度等要素有關。
4.定位速度——二次元機械手定位速度對定位精度影響很大。這是由於定位速度不一樣時，有必要耗散的運動部件的能量不一樣。一般，為減小定位差錯應合理操控定位速度，如進步緩沖設備的緩沖功能和緩沖功率，操控驅動系統使運動部件當令減速。
5.驅動源——液壓、氣壓的壓力動搖及電壓、油溫、氣溫的動搖都會影響二次元機械手的重復定位精度。因而，選用必要的穩壓及調理油溫辦法。如用蓄能器穩定油壓，用加熱器或冷卻器操控油溫，低速時，用溫度、壓力抵償流量操控閥操控。

廣東途達智能科技有限公司是機器人科技製造行業的先驅者，擁有大量的外觀設計專利、實用新型專利、發明專利等，共計有百餘項的國家專利且逐年增加，主要產品多為多軸沖壓機器人、搬運機械手、自動焊接機器人等。廣泛應用於五金加工、汽車配件、油壓拉伸、燈飾配件、車間CNC上下料、機架焊接等領域，與多家全球500強企業有著緊密的合作，數百家客戶分布於全國20多個省市自治區，已經成為一家掌握核心技術，集研發、生產、銷售、服務於一體的國家重點高新技術民營企業，注冊資金為人民幣1億元，可年產六軸機器人、沖壓機械手等自動化設備，總部位於廣東省東莞市東坑鎮，佔地面積2萬平方米。目前部署的辦事處分布全國36個省市，企業年產值連年翻番，高速增長。

2. 機械手臂的設計要求

1、手臂應承載能力大、剛性好、自重輕
手臂的剛性直接影響到手臂抓取工件時動作的平穩性、運動的速度和定位精度。如剛性差則會引起手臂在垂直平面內的彎曲變形和水平面內側向扭轉變形，手臂就要產生振動，或動作時工件卡死無法工作。為此，手臂一般都採用剛性較好的導向桿來加大手臂的剛度，各支承、連接件的剛性也要有一定的要求，以保證能承受所需要的驅動力。
2、手臂的運動速度要適當，慣性要小
機械手的運動速度一般是根據產品的生產節拍要求來決定的，但不宜盲目追求高速度。
手臂由靜止狀態達到正常的運動速度為啟動，由常速減到停止不動為制動，速度的變化過程為速度特性曲線。
手臂自重輕，其啟動和停止的平穩性就好。
3、手臂動作要靈活
手臂的結構要緊湊小巧，才能做手臂運動輕快、靈活。在運動臂上加裝滾動軸承或採用滾珠導軌也能使手臂運動輕快、平穩。此外，對了懸臂式的機械手，還要考慮零件在手臂上布置，就是要計算手臂移動零件時的重量對回轉、升降、支撐中心的偏重力矩。偏重力矩對手臂運動很不利，偏重力矩過大，會引起手臂的振動，在升降時還會發生一種沉頭現象，還會影響運動的靈活性，嚴重時手臂與立柱會卡死。所以在設計手臂時要盡量使手臂重心通過回轉中心，或離回轉中心要盡量接近，以減少偏力矩。對於雙臂同時操作的機械手，則應使兩臂的布置盡量對稱於中心，以達到平衡。

4、位置精度高
機械手要獲得較高的位置精度，除採用先進的控制方法外，在結構上還注意以下幾個問題：
（1）機械手的剛度、偏重力矩、慣性力及緩沖效果都直接影響手臂的位置精度。
（2）加設定位裝置和行程檢測機構。
（3）合理選擇機械手的坐標形式。直角坐標式機械手的位置精度較高，其結構和運動都比較簡單、誤差也小。而回轉運動產生的誤差是放大時的尺寸誤差，當轉角位置一定時，手臂伸出越長，其誤差越大；關節式機械手因其結構復雜，手端的定位由各部關節相互轉角來確定，其誤差是積累誤差，因而精度較差，其位置精度也更難保證。
5、通用性強，能適應多種作業；工藝性好，便於維修調整
以上這幾項要求，有時往往相互矛盾，剛性好、載重大，結構往往粗大、導向桿也多，增加手臂自重；轉動慣量增加，沖擊力就大，位置精度就低。因此，在設計手臂時，須根據機械手抓取重量、自由度數、工作范圍、運動速度及機械手的整體布局和工作條件等各種因素綜合考慮，以達到動作準確、可靠、靈活、結構緊湊、剛度大、自重小，從而保證一定的位置精度和適應快速動作。此外，對於熱加工的機械手，還要考慮熱輻射，手臂要較長，以遠離熱源，並須裝有冷卻裝置。對於粉塵作業的機械手還要添裝防塵設施。

3. 注塑機專用機械手都有哪些設計要點

注塑機專用機械手的設計要點：
一、手部
注塑機專用機械手的手部是用來直接抓取注塑製品的部件。由於注塑製品的形狀，大小，重量及表面特徵等方面存在著差異，因此注塑機械手的手部有多種形式，一般可分為夾持式和吸附式兩種。夾持式手部的主要形式為夾鉗式，常用於抓取不易破碎或變形的製品，它對所抓取的製品的形狀有較大的適應性。夾持式手部由手指，傳動機構和驅動裝置組成。
對於夾持式手部，進行設計選用時主要考慮以下幾點。
（1）手部應具有適應的夾緊力和驅動。
（2）手指應具有足夠的開關范圍。
（3）手指對製品應具有一定的夾持精度。
（4）手部對製品應具有一定的適應能力，且要求手部能耐受注塑製品剛從模腔中取出時的高溫及腐蝕性。
二、驅動系統
注塑用機械手的驅動系統一般可分為氣壓驅動和電力驅動等兩類，也可以根據工作要求採用上述兩種類型的組合系統來完成驅動。
在設計選用驅動系統時應注意以下幾點。
（1）根據機械手的負載量來確定驅動系統的類型，一般來說，重負載的可選擇電力驅動系統，輕負載的可選擇氣壓驅動系統。
（2）對於作點位控制的注塑機械手多採用氣壓驅動系統。
（3）對於需要採用伺服控制的機械手多採用電力驅動系統。
三、控制系統
注塑用機械手的所有動作都在控制系統的指揮下完成，尤其是機械手與注塑機的協調工作關系，更是要依賴控制系統來達到。在控制系統的指揮下，機械手按照預定的工作程序完成各個動作，從而將注塑生產出的製品從模具中取出並傳送到指定地點或下一個生產工序中，並向模腔中噴灑脫模劑。在設計時，應根據注塑機的性能，機械手的作業條件和要求，製品的形狀和重量等來確定控制系統。
一般來說，設計或選用控制系統應遵循以下一些要點。
（1）應確保機械手有足夠的定位精度；
（2）應注意機械手與注塑機的動作配合協調，確保機械手抓取製品離開模具後，注塑機和機械手能夠各自繼續進行動作，從而減少時間浪費；
（3）應注意控制機械手的運行速度，即要使機械手能夠滿足注塑成型最短周期的要求，有要考慮是否會產生慣性沖擊和振動；
（4）應考慮控制系統的費用與實際工作要求之前的平衡關系。
自由度：通常把傳送機構的運動稱為傳送機構的自由度。人從手指到肩部共有27個自由度。而如將機械手的手臂也製成這樣多的自由度，既困難又不必要。從力學的角度分析，物件在空間只有6個自由度。因此為抓取和傳送在空間不同位置和方位物件，傳送機構也應具有6個自由度。常用的機械手傳送機構的自由度還多為少於6個的。一般的專用機械手只有2～4個自由度，而通用機械手則多數為3～6個自由度（這里所說的自由度數目，均不包括手指的抓取動作）。
機械手的每一個自由度是由其操作機的獨立驅動關節來實現的。所以在應用中，關節和自由度在表達機械手的運動靈活性方面是意義相通的。又由於關節在實際構造上是由回轉或移動的軸來完成的，所以又習慣稱之為軸。因此，就有了6自由度、6關節或6軸機械手的命名方法。它們都說明這一機械手的操作有6個獨立驅動的關節結構，能在其工作空間中實現抓取物件的任意位置和姿態。
四、工作步驟：
注塑用機械手在抓取製品及噴灑脫模劑時一般採用如下的工作步驟：機械手手臂下降並引發注塑機開模-注塑機頂出注塑製品並向機械手發出。
頂出信號—機械手伸入模腔中抓取製品-機械手向模腔噴灑脫模劑—機械手上升離開模腔—機械手向注塑機發出閉模信號並引發注塑機閉模—。
機械手移動到指定位置處放下製品—機械手回復到原位準備進行下一次動作。

4. 注塑機機械手設計的要點有哪些

注塑機專用機械手的設計要點：
一、手部
注塑機專用機械手的手部是用來直接抓取注塑製品的部件。由於注塑製品的形狀，大小，重量及表面特徵等方面存在著差異，因此注塑機械手的手部有多種形式，一般可分為夾持式和吸附式兩種。夾持式手部的主要形式為夾鉗式，常用於抓取不易破碎或變形的製品，它對所抓取的製品的形狀有較大的適應性。夾持式手部由手指，傳動機構和驅動裝置組成。
對於夾持式手部，進行設計選用時主要考慮以下幾點。
（1）手部應具有適應的夾緊力和驅動。
（2）手指應具有足夠的開關范圍。
（3）手指對製品應具有一定的夾持精度。
（4）手部對製品應具有一定的適應能力，且要求手部能耐受注塑製品剛從模腔中取出時的高溫及腐蝕性。
二、驅動系統
注塑用機械手的驅動系統一般可分為氣壓驅動和電力驅動等兩類，也可以根據工作要求採用上述兩種類型的組合系統來完成驅動。
在設計選用驅動系統時應注意以下幾點。
（1）根據機械手的負載量來確定驅動系統的類型，一般來說，重負載的可選擇電力驅動系統，輕負載的可選擇氣壓驅動系統。
（2）對於作點位控制的注塑機械手多採用氣壓驅動系統。
（3）對於需要採用伺服控制的機械手多採用電力驅動系統。
三、控制系統
注塑用機械手的所有動作都在控制系統的指揮下完成，尤其是機械手與注塑機的協調工作關系，更是要依賴控制系統來達到。在控制系統的指揮下，機械手按照預定的工作程序完成各個動作，從而將注塑生產出的製品從模具中取出並傳送到指定地點或下一個生產工序中，並向模腔中噴灑脫模劑。在設計時，應根據注塑機的性能，機械手的作業條件和要求，製品的形狀和重量等來確定控制系統。
一般來說，設計或選用控制系統應遵循以下一些要點。
（1）應確保機械手有足夠的定位精度；
（2）應注意機械手與注塑機的動作配合協調，確保機械手抓取製品離開模具後，注塑機和機械手能夠各自繼續進行動作，從而減少時間浪費；
（3）應注意控制機械手的運行速度，即要使機械手能夠滿足注塑成型最短周期的要求，有要考慮是否會產生慣性沖擊和振動；
（4）應考慮控制系統的費用與實際工作要求之前的平衡關系。
自由度：通常把傳送機構的運動稱為傳送機構的自由度。人從手指到肩部共有27個自由度。而如將機械手的手臂也製成這樣多的自由度，既困難又不必要。從力學的角度分析，物件在空間只有6個自由度。因此為抓取和傳送在空間不同位置和方位物件，傳送機構也應具有6個自由度。常用的機械手傳送機構的自由度還多為少於6個的。一般的專用機械手只有2～4個自由度，而通用機械手則多數為3～6個自由度（這里所說的自由度數目，均不包括手指的抓取動作）。
機械手的每一個自由度是由其操作機的獨立驅動關節來實現的。所以在應用中，關節和自由度在表達機械手的運動靈活性方面是意義相通的。又由於關節在實際構造上是由回轉或移動的軸來完成的，所以又習慣稱之為軸。因此，就有了6自由度、6關節或6軸機械手的命名方法。它們都說明這一機械手的操作有6個獨立驅動的關節結構，能在其工作空間中實現抓取物件的任意位置和姿態。
四、工作步驟：
注塑用機械手在抓取製品及噴灑脫模劑時一般採用如下的工作步驟：機械手手臂下降並引發注塑機開模-注塑機頂出注塑製品並向機械手發出。
頂出信號—機械手伸入模腔中抓取製品-機械手向模腔噴灑脫模劑—機械手上升離開模腔—機械手向注塑機發出閉模信號並引發注塑機閉模—。
機械手移動到指定位置處放下製品—機械手回復到原位準備進行下一次動作。

5. 沖床機械手對精度的設計有哪些要求

沖床機械手的精度設計要求工件定位準確，抓取精度高，重復定位精度和運動穩定性好，並有足夠的抓取能力。由殼體零件的設計要求知道，階梯徑向孔系與殼體端面和定位止口中心線的平行度、垂直度和同軸度均有嚴格的精度要求(0.1 mm)。設計中我們取動力頭回轉中心線與夾具中心線之間的同軸度為0.06mm，動力頭回轉中心線與沖床機械手中心線之間的垂直度為0.03 mm，同時還對自動送料機械手的定位準確性提出了較高的要求。
沖床機械手的精度設計要求工件定位準確，抓取精度高，重復定位精度和運動穩定性好，並有足夠的抓取能力。沖床機械手能夠被各個行業廣泛應用得益於能夠高效代替人工，在大幅度提高生產效率的同時還能夠穩定產品質量。未來確保沖壓機械手能夠生產出穩定的產品質量，需要對精度設計進行把握。主要從以下幾方面入手：
1.精度：沖床機械手的製作精度和設備調速精度對定位精度最直接影響。
2.定位方法：定位方法不同，其影響的要素不一樣。如機械擋塊定位時，定位精度與擋塊的剛度和碰接擋塊時的速度等要素有關。
3.定位速度：定位速度對定位精度影響很大。定位速度影響著沖壓自動化機械手的耗散的運動部件的能量，因此為了確保沖壓機械手的精度，為減小定位差錯應合理操控定位速度，如進步緩沖設備的緩沖功能和緩沖功率，操控驅動系統使運動部件當令減速。
4.剛度：沖壓機械手自身的構造剛度和觸摸剛度低時，因易發生振盪，定位精度一般較低。
5.運動件的分量：運動件的分量包括沖床機械手自身的分量和被抓物的分量。運動件分量的改變對定位精度影響較大。一般，運動件分量添加時，定位精度下降。因而，設計時不只要減小運動部件自身的分量，並且要思考作業時抓重改變的影響。
6.驅動源：液壓、氣壓的壓力動搖及電壓、油溫、氣溫的動搖都會影響沖床機械手的重復定位精度。因而，選用必要的穩壓及調理油溫辦法。如用蓄能器穩定油壓，用加熱器或冷卻器操控油溫，低速時，用溫度、壓力抵償流量操控閥操控。

6. 機械手畢業設計

引 言
在現代工業中，生產過程的機械化、自動化已成為突出的主題。隨著工業現代化的進一步發展,自動化已經成為現代企業中的重要支柱,無人車間、無人生產流水線等等，已經隨處可見。同時，現代生產中，存在著各種各樣的生產環境，如高溫、放射性、有毒氣體、有害氣體場合以及水下作業等，這些惡劣的生產環境不利於人工進行操作。
工業機械手是近代自動控制領域中出現的一項新的技術，是現代控制理論與工業生產自動化實踐相結合的產物，並以成為現代機械製造生產系統中的一個重要組成部分。工業機械手是提高生產過程自動化、改善勞動條件、提高產品質量和生產效率的有效手段之一。尤其在高溫、高壓、粉塵、雜訊以及帶有放射性和污染的場合，應用得更為廣泛。在我國，近幾年來也有較快的發展，並取得一定的效果，受到機械工業和鐵路工業部門的重視。
本課題擬開發物料搬運機械手，採用日本三菱公司的FX2N系列PLC，對實驗室現有的TVT—99D機械手模型進行開發。該裝置機械部分有滾珠絲杠、滑軌、汽缸、氣控機械抓手等；電氣方面由步進電機、驅動模塊、感測器、開關電源、電磁閥、旋轉碼盤、操作台等部件組成。我們利用可編程技術，結合相應的硬體裝置，控制機械手完成各種動作。
本課題是有我和徐立同同學合作共同完成,在整個設計過程中徐立同同學主要負責硬體方面如接線、畫各個電氣設備的電路接線圖等；而我則是主要負責軟體部分,在實際的設計調試過程中我主要負責PLC的接線編程、調試等工作。當然了硬體和軟體是不分家的，誰也離不開誰，因此，在整個設計過程中各種方案的敲定與實施均是由我們倆個在指導老師的幫助下共同研究、推敲、討論試驗調試中確定的。為了能夠實現機械手可在空間抓放物體，動作靈活多樣，適用於可變換生產品種的中小批量自動化生產，廣泛應用於柔性自動線。再加上本課題開發的機械手採用的日本三菱公司的FX2N系列PLC控制，是一種按預先設定的程序進行工件的搬運的自動化裝置，可部分代替人工在高溫和危險的作業區進行單調持久的作業，並要實現根據工件的簡單的變化要求隨時更改相關控制參數。為達到這些要求，我們設計的控制方案盡量在我們力所能及的范圍內選擇最佳的方案。如在本設計中遇到的對直流電機的控制問題中，在控制直流電機正反轉的問題上通過老師的指導我們想到了兩種控制方案：一種是在原設備的基礎上加上四個繼電器實現其控制功能；另一種則是根據三菱公司的FX2N系列PLC的輸出端的內部電路的特點，可以在不增加其他設備的情況下實現控制要求。我在最大限度的滿足工藝流程和控制要求的同時，還要考慮要有很高的性價比，因此我們選擇了後一種方案。也許後一種方案有其弊端，但目前還沒有發現。望大家多多指教。
當然了，由於我們水平的限制和時間的倉促，在很多地方的控制方案還不是很理想，同時還遺留有很多的問題，需要進一步的研究中才能解決，望各位老師和廣大同學批評和指教。 機械手的畢業設計說明書一．前言1．1設計的意義與作用機械手是在機械化，自動化生產過程中發展起來的一種新型裝置。在現代生產過程中，機械手被廣泛的運用於自動生產線中，機械人的研製和生產已成為高技術鄰域內，迅速發殿起來的一門新興的技術，它更加促進了機械手的發展，使得機械手能更好地實現與機械化和自動化的有機結合。機械手雖然目前還不如人手那樣靈活，但它具有能不斷重復工作和勞動，不知疲勞，不怕危險，抓舉重物的力量比人手力大的特點，因此，機械手已受到許多部門的重視，並越來越廣泛地得到了應用。 在工業生產過程中，尤其在自動流水線上，零件的加工和搬運都可能用到機械手。本課題就為解決海門恆豪制針有限公司在縫紉機針的生產過程中，拋光這一工藝工作。縫紉機針且夾緊不方便，要使用一個專用夾具用於拋光工作，為了解決以上傳統的缺點，設計了該液壓式擺動機械手。1.2機械手的工作原理 該機械手採用了液壓驅動方式來實現其工作的要求，工作要求就是機械手臂的上下能夠擺動，手臂的回轉運動，手腕的回轉運動及手部的夾持運動，本次設計的機械手主要用於縫紉機針的拋光工作，可用幾台液壓擺動機械手與拋光機相配合，進行協調實現拋光工作的自動化生產線，機械手的手指夾持縫紉機針，在即旋轉又往復移動的拋光機上進行上下擺動，根據拋光工藝過程，自動線上有4台機械手，各機械手間互傳遞著縫紉機針，調換縫紉機針的大小頭，並進行粗精拋光操作。1．3拋光自動生產線的組成及工作原理拋光自動生產線的平面布置圖如下：1．4．自動生產線的工作方式及組成： 全線由震動式順針機，上料工作台，4台機械手，4台拋光機和裝針斗組成。4隻拋光輪分別由電動機帶動旋轉，由另外的電動機經傳動裝置（如曲柄滑塊機構）帶動4隻拋光輪一同作左右往復運動，每台機械手分別由自身的電子程序控制器控制，根據拋光工藝要求所編制的程序，依次進行程序轉換，控制機械手液壓系統的電磁換向閥，從而使機械手按程序進行各種動作。 4台機械手動作相同，全自動線動作過程如下：機械手1在上料位置工人將待拋光的針70-80支，經震動式順針機整齊後送到待夾料位置，發信號啟動，機械手1的手指將針夾牢，手臂順時針回轉90°到拋光位置（此時拋光機已經旋轉並左右移動），手臂上下擺動一次，手腕回轉180°手臂再上下擺動一次（手臂兩次下擺動作時間不同，根據需要可自行調整），手臂順時針再回轉90°（即到180°位置），機械手1和機械手2同到換夾針位置，機械手2先將縫紉機針夾牢後再發信號，機械手1的手指才松開，並開始復原，即手臂逆時針回轉180°，同時手腕反向回轉180°，到達上料位置，等待下個工作循環，機械手2，機械手3，機械手4的動作程序與機械手1相同。縫紉機針就在各機械手間依次傳遞，調換針的大小頭，進行粗拋和精拋操作。當機械手4拋光程序完成後，其手臂轉到下料位置時手指松開，將拋光好的針卸到裝針2．1液壓擺動機械手的工作參數 抓針數量：一次夾持縫紉機針70-80隻 座標型式：球坐標 自由度數：3個 手臂回轉范圍：0°-180° 手臂回轉速度：90°／S 手臂的俯仰范圍：0°-180° 驅動方式：液壓驅動 控制方式：採用電子程序控制 定位方式：手臂回轉的兩端位置用死擋鐵定位 手臂俯仰兩端點：用活塞與端蓋相碰定位2．2液壓擺動機械手的工作原理簡圖：結論 液壓擺動機械手能將工件從一個工位，傳到下一個工位的工作，它從外部結構上把自動線中的各台自動機床聯系成一個整體。有一定的握力和工作速度，有準確的定位精度，將零件可靠地裝上夾具，能准確可靠的完成預定工作。參考文獻

7. 機械臂的設計要求有哪些

1.手臂要承載能力大，剛性好，重量輕。