謝光海

【摘 要】在現(xiàn)代自動化生產(chǎn)線上，各種類型的機械手得到越來越廣泛的應用。由于液壓與氣壓傳動的優(yōu)越性，因此，以液壓，氣壓或液壓與氣壓組合方式的機械手其應用更加廣泛。本文通過對機械式機械手與氣.液組合式機械手的結構性能分析，闡明氣.液組合機械手的優(yōu)越性。

【關鍵詞】機械手；液.氣組合

在現(xiàn)代化大規(guī)模自動生產(chǎn)線上，機械手得到越來越廣泛的壓用。機械手的設計方案可有機械式的，氣動式的，液壓式的，氣.液組合式的等。每種形式的機械手各有其特點，但無論從實用上，還是理論分析上都表明，以氣.液組合式的機械手有著獨到的優(yōu)勢，因此，得到日益廣泛的壓用。本文以機械式機械手與氣.液組合式機械手為例，闡明氣.液組合機械手的優(yōu)越性。

1.機械式機械手的設計方案及性能分析

1.1機械式機械手的結構設計與運動分析：

如圖1所示，步進電機（未畫出）帶動齒輪2做往復圓周運動，齒輪2帶動齒輪1，從而使機械手做定軸轉動。齒輪3（也由步進電機帶動）帶動齒條4做上.下運動，將夾緊的零件移動到位（或回復原位）。而卡爪則由曲柄搖桿機構通過滑塊9帶動連桿10做水平往復直線運動，使卡爪12（12*）定軸轉動，使卡爪夾緊或分開。其要求的動作程序為；

啟動—立柱下降—伸臂—夾緊工件—縮臂—立柱正轉—立柱上升—放開工件—立柱反轉—回到啟動位置。

1.2性能分析

由于卡爪是由機械方式帶動的，因此卡爪的運動無緩沖，當卡爪定軸轉動的角度過大（或過小）時，會使卡爪抓緊的過緊（或過松），過松則可能夾不住零件。過緊則使夾緊力增大，有可能使卡爪或零件損壞。

圖1

適中的夾緊力不宜作到，因此，此種方式夾持效果不理想。

2.氣液組合式機械手的設計及性能分析

氣液組合式機械手結構設計及運動狀態(tài)分析

圖2為具有同樣功能的氣液機械手的設計方案。它由四個缸組成，其中A缸為氣缸，其余為液壓缸?？稍谌齻€坐標內(nèi)運動。圖中A為夾緊缸，其活塞退回時夾緊工件，活塞桿伸出時松開工件。B缸為長臂伸縮缸，可實現(xiàn)伸出和縮回動作。C缸為立柱升降缸。D缸為立柱回轉缸，該氣缸有兩個活塞，分別裝在帶齒條的活塞桿兩頭，齒條的往復

圖2

運動帶動立柱上的齒輪旋轉，從而實現(xiàn)立柱及長臂的回轉。

（1）工作程序 該氣動機械手的控制要求是；手動啟動后，能從第一個動作開始自動延續(xù)到最后一個動作。其要求的動作程序仍為；啟動—立柱下降—伸臂—夾緊工件—縮臂—立柱正轉—立柱上升—放開工件—立柱反轉—回到啟動位置。

（2）性能分析。

氣液機械手的升降和轉動由液壓缸完成，夾緊爪部分由氣缸A控制。利用氣體的可壓縮性，當缸體位移較小時，氣體可以彭脹，使爪能夠夾柱零件，當缸體位移較大時，氣體受到壓縮，導制機械爪夾持工件的力增大，只要夾緊力不是過大，則由氣體變形而使夾爪的位移適當，能夠正確夾持零件而不致于損壞夾爪或零件，而液壓缸B的伸縮長度可以在一個小范圍內(nèi)銷有變化，可以保證可靠夾持零件。對于升降液壓泵和轉動（也可作成移動）液壓缸，則只要控制升降的精度及轉角，就可以將零件放到正確位置，這些工作液壓系統(tǒng)都可以準確做到。

（3）以上分析表明，氣液傳動機械手的優(yōu)點是夾持力可以由氣體性質(zhì)而在一定范圍變化，使得氣液機械手的夾持具有智能性，就象人手一樣，力大或小一些都無大關系。因此，在現(xiàn)代化大規(guī)模自動生產(chǎn)線上，氣液組合式機械手得到更加廣泛的壓用。