機械手實訓臺的原理與特點

機械手是模仿著人的部分動作，按給定的程序、軌跡和要求實現自動抓取、搬運或操作的自動機械裝置。生產中應用機械手可以提高生產的自動化水平和勞動生產率；可以減輕勞動強度、保證產品質量，實現安全生產；尤其在高溫、高壓、低溫、低壓、粉塵、易爆、有毒氣體和放射性等惡劣的環境中，它代替人進行正常的工作，機械手主要由執行機構、驅動系統以及位置檢測裝置等所組成。執行機構包括手部、手腕、手臂和立柱等部件，有的還增設行走機構。驅動系統常用的有氣壓傳動、液壓傳動、電力傳動和機械傳動等四種形式?？刂葡到y由電器控制和射流控制兩種。它支配著機械手按規定的程序運動。位置檢測裝置控制機械手執行機構的運動位置，并隨時將執行機構的實際位置反饋給控制系統，并與設定的位置進行比較，然后通過控制系統進行調整，從而使執行機構以一定的精度到達設定位置。

1、實訓臺概述

該實訓臺為坐標式機械手，可完成機械手旋轉、手臂垂直上下、手臂水平移動，手爪旋轉四個自由度的位置控制。同時配置晶體管式PLC可編程控制器，用于對整個機械手進行復雜地位置控制，通過在該實訓臺上的實訓和操作，可熟練掌握對PLC指令、傳感器、旋轉編碼器、氣動、步進電機、直流電機、機械位置傳動等技術應用，主要用于電氣、電工電子、自動化控制、機電一體化專業崗位技能實訓、考核，是各中專、高職、本科院校相關專業實訓室建設中*設備選擇之一。

2、機械手特點

1)機械手的橫軸和豎軸的機械傳動采用高精密的滾珠絲桿，高精密的光桿導軌和直線軸承，配以先進地機械設計、精密的機械加工及裝配，可使機械手臂非常平穩地進行垂直和水平移動和水平方向旋轉及位置控制；

2)采用先進的步進電機做為橫軸和豎軸的動力源，可實現0.45 度的細分；

3)機械手臂和機械手爪水平方向旋轉采用減速直流電機傳動，配置光電傳感器及碼盤，可實現旋轉方向的位置控制；

4)機械手爪采用高精度氣動式手爪、配置電磁位置形狀及兩位三通電磁閥，可實現快速準確地抓取和放開動作；

5)采用晶體式PLC可編程控制器作為控制主機，配置旋轉編碼器及傳感器，可實現PLC指令編程、旋轉編碼器、光電傳感器的技術應用；

6)PLC各I/O點和傳感器、電機、各電器的連接線都接在一塊接線板上的接線排上，學生可根據PLC程序和各電器的技術要求進行現場接線操作實訓，培訓學生實際動手接線能力；

7)配套鋁鋼式機械手臺架，臺面、豎軸及橫軸采用經氧化處理的鋁型材，而臺架的側面及底面采用1mm厚度經烤漆處理的鋼板，臺架與地面之間采用帶自鎖功能的萬向輪，使整個臺架不但堅固耐用而且移動方便；

8)下面臺架臺面下部左三分之一處安裝可編程控制器及電源箱，其余部分安裝可做80度翻轉的機械機構，上安裝有步進電機驅動器、繼電器及接線排和接線槽的接線板，用于學生的實際接線，而翻轉機構可將接線板能夠方便地放置到水平位置和垂直位置，不但方便學生的實訓而且節省了設備所占用的空間。

3、實訓項目：

1)在可編程控制器方面，可進行從初級到指令編程實訓；

2)步進電機應用技術的掌握和實訓；

3)光電傳感器應用技能的掌握和實訓；

4)配置開放式旋轉編碼器，學生不但可以直接觀看到旋轉編碼器的結構，而且還可以進行應用技能的實訓；

5)氣動技術應用的掌握和實訓；

6)開環位置控制和閉環位置控制實訓；

7)精密機械傳動技術應用知識的掌握；

目前的技術發展趨勢是：擴大機械手在工業上的應用、提高工業機械手的工作性能、發展組合式機械手、研制具有“視覺”和“觸覺”的“智能機器人”