機械手組成原理功能特點及實訓目的

機械手是一種能模仿人手和臂的某些動作功能，用以按固定程序抓取、搬運物件或操作工具的自動操作裝置。特點是可以通過編程來完成各種預期的作業，構造和性能上兼有人和機械手機器各自的優點。
機械手是最早出現的工業機器人，也是最早出現的現代機器人，它可代替人的繁重勞動以實現生產的機械化和自動化，能在有害環境下操作以保護人身安全，因而廣泛應用于機械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門。

一、機械手的組成原理
機械手主要由執行機構、驅動機構和控制系統三大部分組成。手部是用來抓持工件（或工具）的部件，根據被抓持物件的形狀、尺寸、重量、材料和作業要求而有多種結構形式，如夾持型、托持型和吸附型等。運動機構，使手部完成各種轉動（擺動）、移動或復合運動來實現規定的動作，改變被抓持物件的位置和姿勢。運動機構的升降、伸縮、旋轉等獨立運動方式，稱為機械手的自由度。為了抓取空間中任意位置和方位的物體，需有6個自由度。自由度是機械手設計的關鍵參數。自由度越多，機械手的靈活性越大，通用性越廣，其結構也越復雜。一般專用機械手有2～3個自由度。控制系統是通過對機械手每個自由度的電機的控制，來完成特定動作。同時接收傳感器反饋的信息，形成穩定的閉環控制。控制系統的核心通常是由單片機或dsp等微控制芯片構成，通過對其編程實現所要功能。

二、機械手功能特點
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精確位置控制；
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高級減速直流電機傳動，配置光電傳感器及碼盤，可實現旋轉方向的精確位置控制；
4.機械手爪采用高精度氣動式手爪、配置高級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高級指令編程、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。

三、機械手實訓的目的：
1.在可編程控制器方面，可進行從初級到高級指令編程實訓；
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精確位置控制實訓；
7.精密機械傳動技術應用知識的掌握；
四、機械手實訓項目：
1.機械：裝置的機械安裝與位置調整；
2.電氣：電器元件的布線，執行電機的選用；
3.傳感器：微型光電開關的選擇與應用；
4.PLC：PLC控制驅動器的編程及應用。
5.送料機構控制實驗
6.十字機械手點動控制實驗
7.十字機械手三維精準定位實驗
8.十字機械手取物體實驗
9.十字機械手放物體實驗
10.十字機械手單循環搬動物體實驗
五、結束語
隨著網絡技巧的發展，機械手的聯網操作問題也是以后發展的方向。工業機器人是近幾十年發展起來的一種高科技自動化生產設備。工業機械手的是工業機器人的一個重要分支。它的特點是可通過編程來完成各種預期的作業任務，在構造和性能上兼有人和機器各自的優點，尤其體現了人的智能和適應性。機械手作業的準確性和各種環境中完成作業的能力，在國民經濟各領域有著廣闊的發展前景。

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