數(shù)控機床機械手是一種一種模擬人手操作的自動機械。主要由手部機構(gòu)和運動機構(gòu)組成。手部機構(gòu)隨使用場合和操作對象而不同，常見的有夾持、托持和吸附等類型。它可按固定程序抓取、搬運物件或操持工具完成某些特定操作。運動機構(gòu)一般由液壓、氣動、電氣裝置驅(qū)動。機械手可獨立地實現(xiàn)伸縮、旋轉(zhuǎn)和升降等運動，一般有2～3個自由度。機械手廣泛用于機械制造、冶金、輕工和原子能等部門。應(yīng)用機械手可以代替人從事單調(diào)、重復(fù)或繁重的體力勞動，實現(xiàn)生產(chǎn)的機械化和自動化，代替人在有害環(huán)境下的手工操作，改善勞動條件，保證人身安全。

 

在數(shù)控車床機械臂的設(shè)計時，工程師都必須嚴(yán)格遵守設(shè)計原則，以確保數(shù)控機床機械手在一定的載荷和一定的速度下，實現(xiàn)在機器人所要求的工作空間內(nèi)的運動。在進(jìn)行數(shù)車床機械臂設(shè)計時，要遵循下述原則：

 

 

1.應(yīng)盡可能使數(shù)控車床機器人手臂各關(guān)節(jié)軸相互平行;相互垂直的軸應(yīng)盡可能相交于一點，這樣可以使機器人運動學(xué)正逆運算簡化，有利于機器人的控制。

 

2.機器人手臂的結(jié)構(gòu)尺寸應(yīng)滿足車床機械手上下料動作的工作空間的要求。工作空間的形狀和大小與機器人手臂的長度，手臂關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動范圍有密切的關(guān)系。

 

3.為了提高機器人的運動速度與控制精度，應(yīng)在保證機器人手臂有足夠強度和剛度的條件下，盡可能在結(jié)構(gòu)上、材料上設(shè)法減輕手臂的重量。力求選用高強度的輕質(zhì)材料，通常選用高強度鋁合金制造機器人手臂。

 

4.數(shù)控機床機器人各關(guān)節(jié)的軸承間隙要盡可能小，以減小機械間隙所造成的運動誤差。因此，各關(guān)節(jié)都應(yīng)有工作可靠、便于調(diào)整的軸承間隙調(diào)整機構(gòu)。

 

5.機器人的手臂相對其關(guān)節(jié)回轉(zhuǎn)軸應(yīng)盡可能在重量上平衡，這對減小電機負(fù)載和提高機器人手臂運動的響應(yīng)速度是非常有利的。在設(shè)計機器人的手臂時，應(yīng)盡可能利用在機器人上安裝的機電元器件與裝置的重量來減小機器人手臂的不平衡重量，必要時還要設(shè)計平衡機構(gòu)來平衡手臂殘余的不平衡重量。

 

6.數(shù)控車床機械臂在結(jié)構(gòu)上要考慮各關(guān)節(jié)的限位開關(guān)和具有一定緩沖能力的機械限位塊，以及驅(qū)動裝置，傳動機構(gòu)及其它元件的安裝。

 

數(shù)控車床機械臂在設(shè)計過程中應(yīng)當(dāng)對數(shù)控機床上下料作業(yè)的具體分析，考慮數(shù)控機床加工的具體形式及對機械手上下料作業(yè)時的具體要求，在滿足系統(tǒng)工藝要求的前提下提高安全和可靠性，為使機械手的結(jié)構(gòu)盡量簡單，降低控制的難度，滿足作業(yè)要求的。