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機(jī)械手的控制系統(tǒng)
機(jī)械手控制的要素包括工作順序、到達(dá)位置、動作時間、運(yùn)動速度、加減速度等。機(jī)械手的控制分為點(diǎn)位控制和連續(xù)軌跡控制兩種。
控制系統(tǒng)可根據(jù)動作的要求，設(shè)計(jì)采用數(shù)字順序控制。它首先要編制程序加以存儲，然后再根據(jù)規(guī)定的程序，控制機(jī)械手進(jìn)行工作程序的存儲方式有分離存儲和集中存儲兩種。分離存儲是將各種控制因素的信息分別存儲于兩種以上的存儲裝置中，如順序信息存儲于插銷板、凸輪轉(zhuǎn)鼓、穿孔帶內(nèi)；位置信息存儲于時間繼電器、定速回轉(zhuǎn)鼓等；集中存儲是將各種控制因素的信息全部存儲于一種存儲裝置內(nèi)，如磁帶、磁鼓等。這種方式使用于順序、位置、時間、速度等必須同時控制的場合，即連續(xù)控制的情況下使用。
其中插銷板使用于需要迅速改變程序的場合。換一種程序只需抽換一種插銷板限可，而同一插件又可以反復(fù)使用；穿孔帶容納的程序長度可不受限制，但如果發(fā)生錯誤時就要全部更換；穿孔卡的信息容量有限，但便于更換、保存，可重復(fù)使用；磁蕊和磁鼓僅適用于存儲容量較大的場合。至于選擇哪一種控制元件，則根據(jù)動作的復(fù)雜程序和程序來確定。對動作復(fù)雜的機(jī)械手，采用求教再現(xiàn)型控制系統(tǒng)。更復(fù)雜的機(jī)械手采用數(shù)字控制系統(tǒng)、小型計(jì)算機(jī)或微處理機(jī)控制的系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)以插銷板用的，其次是凸輪轉(zhuǎn)鼓。它裝有許多凸輪，每一個凸輪分配給一個運(yùn)動軸，轉(zhuǎn)鼓運(yùn)動一周便完成一個循環(huán)。
機(jī)械手主要由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)三大部分組成
機(jī)械手主要由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)三大部分組成。手部是用來抓持工件（或工具）的部件，根據(jù)被抓持物件的形狀、尺寸、重量、材料和作業(yè)要求而有多種結(jié)構(gòu)形式，如夾持型、托持型和吸附型等。運(yùn)動機(jī)構(gòu)，使手部完成各種轉(zhuǎn)動（擺動）、移動或復(fù)合運(yùn)動來實(shí)現(xiàn)規(guī)定的動作，改變被抓持物件的位置和姿勢。
運(yùn)動機(jī)構(gòu)的升降、伸縮、旋轉(zhuǎn)等獨(dú)立運(yùn)動方式，稱為機(jī)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(jī)械手設(shè)計(jì)的關(guān)鍵參數(shù)。自由度越多，機(jī)械手的靈活性越大，通用性越廣，其結(jié)構(gòu)也越復(fù)雜。一般專用機(jī)械手有2～3個自由度?？刂葡到y(tǒng)是通過對機(jī)械手每個自由度的電機(jī)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(wěn)定的閉環(huán)控制?？刂葡到y(tǒng)的核心通常是由單片機(jī)或dsp等微控制芯片構(gòu)成，通過對其編程實(shí)現(xiàn)所要功能。
工業(yè)機(jī)械手的基本型式及其運(yùn)動形式
工業(yè)機(jī)械手型式較多，按手臂的坐標(biāo)型式而言，主要有四種基本型式分別是:直角坐標(biāo)式，圓柱坐標(biāo)式，球坐標(biāo)式和關(guān)節(jié)式等。 1、直角坐標(biāo)式機(jī)械手 直角坐標(biāo)式機(jī)械手又稱為直移型機(jī)械手，是適合于工作位置成行排列或與傳送帶配合使用的一種機(jī)械手。它的手臂可作伸縮，左右和上下移動，按直角坐標(biāo)型式X、Y、Z三個方向的直線進(jìn)行運(yùn)動。其工作范圍可以是一個直線運(yùn)動、二個直線運(yùn)動或三個直線運(yùn)動。這種型式的機(jī)械手結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)動直觀、便于實(shí)現(xiàn)。缺點(diǎn)是占據(jù)空間位置大，相應(yīng)的工作范圍較小。 2、圓柱坐標(biāo)式機(jī)械手 圓柱坐標(biāo)式機(jī)械手又稱為回轉(zhuǎn)型機(jī)械手，是應(yīng)用的一種型式，它適用于搬運(yùn)和測量工件。具有直觀性好，結(jié)構(gòu)簡單，本體占用的空間較小，而動作范圍較大等優(yōu)點(diǎn)。圓柱坐標(biāo)式機(jī)械手由X、Z、個運(yùn)動組成。它的工作范圍可分為:一個旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，一個直線運(yùn)動，加一個不在直線運(yùn)動所在平面內(nèi)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動;二個直線運(yùn)動加一個旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。圓柱坐標(biāo)式機(jī)械手的特征是在垂直導(dǎo)柱上裝有滑動套筒，手臂裝在滑動套筒上，手臂可在豎直方向上做直線運(yùn)動和在水平面內(nèi)做圓弧狀的左右擺動。 3、球坐標(biāo)式機(jī)械手 球坐標(biāo)式機(jī)械手又稱為俯仰型機(jī)械手，是一種自由度較多，用途較廣的機(jī)械手。它是由X、0、個方面的機(jī)械手組成，球坐標(biāo)式機(jī)械手的工作范圍包括:一個旋轉(zhuǎn)運(yùn)動、兩個旋轉(zhuǎn)運(yùn)動以及兩個旋轉(zhuǎn)運(yùn)動加一個直線運(yùn)動，與回轉(zhuǎn)型機(jī)械手相比，在占有同樣空間位置的情況下，其工作范圍擴(kuò)大了。還能將臂伸向地面，完成從地面提取工件的任務(wù)。不足之處是運(yùn)動直觀性差。結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，弊端是位置誤差會隨臂的伸長而放大。 4、關(guān)節(jié)式機(jī)械手 關(guān)節(jié)式機(jī)械手又稱屈伸型機(jī)械手，是一種適用于靠近機(jī)體操作的機(jī)械手。它象人手一樣有肘，可實(shí)現(xiàn)多個自由度，動作比較靈活，適于在夾窄空間工作。關(guān)節(jié)式機(jī)械手的特點(diǎn)有:大臂和小臂的擺動，以及肘關(guān)節(jié)和肩關(guān)節(jié)的運(yùn)動;它具有上肢結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)近似于人手操作的技能。