在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，桁架式機(jī)械手得到廣泛應(yīng)用。由桁架機(jī)械手和機(jī)床組成的自動(dòng)化加工生產(chǎn)線，可在所有工藝流程中實(shí)現(xiàn)工件的自動(dòng)抓取、上下料、裝夾、工件移位和車(chē)削、工件順序加工等，可大大節(jié)省人工成本，提高生產(chǎn)效率。特別適用于大批量、小零件的加工

       一、桁架機(jī)械手的結(jié)構(gòu)及工作原理

       (1)桁架機(jī)械手由主體、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三個(gè)基本部分組成。直角坐標(biāo)機(jī)械手的主體通常采用龍門(mén)式結(jié)構(gòu)，由y梁和導(dǎo)軌、z滑枕、十字滑臺(tái)、立柱、過(guò)渡連接板和底座組成。z方向的直線運(yùn)動(dòng)是交流伺服電機(jī)的框架，由帶y方向梁的齒輪傳動(dòng)齒輪和z方向軌枕固定。帶動(dòng)運(yùn)動(dòng)部件沿導(dǎo)軌快速運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)部件由鋁合金型材拉制而成的輕質(zhì)十字滑臺(tái)和z向滑臺(tái)組成。搬運(yùn)較重的工件時(shí)，慣性較大，因此伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)有足夠的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)和制動(dòng)，支撐元件要有足夠的剛度和強(qiáng)度。只有這樣，伺服電機(jī)才能滿足桁架機(jī)械手輸送的高響應(yīng)、高剛性、高精度的要求。

       (2)根據(jù)桁架接收到的位移和速度指令，經(jīng)過(guò)變換、放大、調(diào)整后，將桁架機(jī)械手傳送到運(yùn)動(dòng)單元，通過(guò)光纖傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)運(yùn)行狀態(tài)。在高速搬運(yùn)過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)部件在很短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到給定的速度，并在高速行駛的瞬間停止。通過(guò)高分辨率絕對(duì)值編碼器的插補(bǔ)運(yùn)算，控制機(jī)械誤差和測(cè)量誤差對(duì)運(yùn)動(dòng)精度的影響。桁架機(jī)械手的選擇應(yīng)根據(jù)工件的質(zhì)量和加工的節(jié)拍。根據(jù)被輸送工件的形狀和結(jié)構(gòu)以及機(jī)床夾具的裝夾方式，設(shè)計(jì)了機(jī)械手的臂式和固定裝夾方式?？梢詫?duì)機(jī)器人進(jìn)行編程以處理和執(zhí)行任務(wù)。機(jī)械手主要由手臂、旋轉(zhuǎn)裝置、運(yùn)動(dòng)部件和驅(qū)動(dòng)部件組成。通過(guò)定位工件形狀或工件上的支撐點(diǎn)來(lái)夾持工件。夾持定位模塊可根據(jù)產(chǎn)品質(zhì)量和形狀進(jìn)行設(shè)計(jì)。對(duì)于不同系列的工件，只需切換相應(yīng)的夾持定位模塊，即可滿足快速切換的需要和桁架機(jī)械手的靈活性。

       二、桁架機(jī)械手的應(yīng)用

       由于桁架機(jī)械手輸送速度快，加速度大，加減速時(shí)間短。輸送較重的工件時(shí)，慣性大。因此，伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)必須有足夠的驅(qū)動(dòng)和制動(dòng)能力，支撐元件也必須有足夠的剛度和強(qiáng)度。只有這樣，伺服電機(jī)才能滿足桁架機(jī)械手的高響應(yīng)、高剛性、高精度的要求。因此，桁架機(jī)械手在柔性加工自動(dòng)化生產(chǎn)線中的應(yīng)用越來(lái)越多，可以通過(guò)信息流系統(tǒng)控制整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程。在加工和運(yùn)輸過(guò)程中，各種信息被收集、處理和反饋，由計(jì)算機(jī)或其他控制設(shè)備（液壓、氣動(dòng)等）控制機(jī)器或運(yùn)輸設(shè)備。信息流系統(tǒng)分為中央管理計(jì)算機(jī)、物流控制計(jì)算機(jī)、單元控制計(jì)算機(jī)、數(shù)控機(jī)床和信息傳輸網(wǎng)絡(luò)。

       在選擇合適的伺服電機(jī)的情況下，計(jì)算伺服系統(tǒng)的位移和軌跡，并根據(jù)物料運(yùn)動(dòng)的距離和運(yùn)行節(jié)奏動(dòng)態(tài)調(diào)整驅(qū)動(dòng)器的PID參數(shù)。根據(jù)接收到的位移和速度指令，對(duì)桁架機(jī)械手進(jìn)行改變、放大和調(diào)整，然后傳輸?shù)竭\(yùn)動(dòng)單元，通過(guò)光纖傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)運(yùn)行狀態(tài)。在高速搬運(yùn)過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)部件在很短的時(shí)間內(nèi)到達(dá)。高速行駛時(shí)可立即停止給定速度。通過(guò)高分辨率絕對(duì)值編碼器的插補(bǔ)運(yùn)算，可以控制機(jī)械誤差和測(cè)量誤差對(duì)運(yùn)動(dòng)精度的影響。

       隨著國(guó)內(nèi)桁架機(jī)械手技術(shù)水平的不斷提高，桁架機(jī)械手在柔性加工自動(dòng)化流水線中的應(yīng)用將會(huì)越來(lái)越多。采用桁架機(jī)械手的柔性加工線將成為未來(lái)的一大賣(mài)點(diǎn)，具有非常可觀的市場(chǎng)前景，從而推動(dòng)國(guó)內(nèi)柔性加工自動(dòng)化生產(chǎn)線具有一定的品質(zhì)。

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