簡析機器人送料的設計要點
行業科技
作者：李康
【摘要】為提高工業生產中的送料效率，機器人的作用日益突出，相關設計研究也不斷增多。本文以工業機器人為重點，首先介紹了其分類和構成，然後結合實例，從機械手、驅動係統、傳動係統和製動器幾方麵進行了詳細設計。
【關鍵詞】機器人，機械手，運送物料，驅動機構
0 引言
抓取、運送物料是現代工業生產中的重要一環，以往多采用工人手工送料的方式，缺點在於長時間重複同一動作重會產生疲勞感，從而使工作效率隨著時間的進行大幅降低，導致送料不及時，以致整個生產線停工。隨著自動化技術的在生產中大範圍的采用，工業機器人在工業生產中的應用逐步增加。正因為工業機器人有著有利於減少人工勞動量、提高作業效率，降低生產成本的特點，用機械手代替人手已經成為現代工業發展的必然趨勢。如何設計出更加先進、更加經濟的工業機器人，直接關乎企業的利益，也從側麵反映了國家工業自動化水平的高低，必須予以高度重視。
1工業機器人概述
1.1分類
總的來說，機器人就是能夠模擬人且具有人體部分功能的機器。可大致歸為3類：①操作機。需要人工操作去完成特定任務；②專業機器人。可代替人體部分功能，有固定的工作程序，應用於生產線上主要負責物料傳送。因為是為主機服務並且由主機驅動，所以比較專業；③通用機器人。是獨立的自動化裝置，在編製相應的程序後，無需人工操作，便可自動完成任務。同時還具備記憶功能。下文研究的就是這一種。
1.2組成。①執行機構。機器人抓取物料需具備類似人手的機構，包括臂、腕、指、關節等部件。還需要有腰部和基座，方便自動旋轉移動，這些都屬於執行機構。按照抓取物料的方式還可分為吸附型、夾持型等；例如在工廠中我們經常看到的用機械手吸附板材來進行送料。②驅動機構。執行機構必須在外力驅動下才能有所動作，所以需要驅動機構。驅動方式有很多，液壓、氣壓驅動應用最廣。以液壓驅動係統為例，包括液動機、油箱、油泵、伺服閥等，該結構比較緊湊，抓舉能力較強，且具有良好的耐衝擊性，但各元件需要極高的精確度。③控製係統。類似於人的大腦，控製執行動作的方向、速度、順序等。連續軌跡控製和點位控製最為常用。有些抓取動作較複雜，多使用數字控製係統，這也是當前研究的重點。
除了這些基本構成，機器人正朝著智能化方向發展，增加了視覺、感覺、語言識別等功能。
2機器人送料的設計要點
2.1實例分析。某工廠自動化生產線工作量不斷增加，作為其中的關鍵部分，物料傳送是連接前後多個工序的橋梁。為提高工作效率，跟上生產線整體速度，現設計一台通用機器人，用以抓取運送物料。機器人有6個自由度，分別為基座、腰部、肩部、手臂、腕部、機械手。基座是基礎支撐，因工作需要絕對的穩定，該廠使用實心鑄鐵，將基座設計為“Z”字形。基座上安裝有接線盒子，負責驅動信號的發射和反饋信號的接收。另外，機器人的大臂和小臂長度分別為230mm、240mm。
2.2機械手。這部分在手臂前端，是整個機器人係統的最後一道程序，所以又叫末端執行器。通過模擬人手構造，用以抓取物料，多根據物料形狀、尺寸而設計。常見的機械手有吸附式、鉗夾式、專用操作器等。真空吸盤屬於沒有手指的一種，而有手指的機械手又能分為二指、三指、四指幾種，應用最多的是二指。此次設計采用的是鉗形指，設計了兩個手指。傳動機構為機械手提供動力，此處使用回轉型傳動機構。