自动化机械手现状

现今，注塑机械手在注塑行业的应用越来越普及。它是为实现注塑生产自动化而服务的，主要用于代替人工拾取、传送以及堆放注塑件。使用机械手可以大大改善劳动条件、降低安全事故、提高生产效率、降低产品不良率、稳定产品质量以及降低生产成本等，最终达到增强企业竞争力的目的，是注塑行业未来发展的趋势。

随着注塑行业的快速发展，注塑件正变得越来越复杂化，因而对注塑产品的取件、堆放作业也提出了更高的要求。目前单纯的直角坐标工业机械手已逐渐不能满足现在注塑行业的自动化需求，尤其是对注塑件模内及模外空间位置的定位及旋转、复杂路径的搬运传送、高难度空间抓取以及特殊堆放排列要求等任务，就需要一种兼具线性工业机械手大跨度工作区间特性与更好柔性性能的工业机械手，可以灵活地完成有空间要求的各项作业。

目前市场上常见的机械手手臂末端一般采用侧姿机构，利用气缸以及连杆，把气缸的直线推动转化为旋转板的旋转运动，实现旋转板 90 度的转动，最终带动治具及夹持件相同角度的旋转。然而，采用这种方式只能以单一轴向为中心进行旋转，且旋转角度不可调，大大降低了末端的灵活性 ；此外，气缸推动时的冲击力会传递给侧姿固定架，时间一长受冲击部分很容易发生疲劳破坏，甚至导致事故发生。

三轴伺服机械手，该三轴 伺服机械手由横走臂、引拔臂、以及操作臂组成，其中橫走臂采用直线导轨机构、引拔和操 作臂则采用滚珠丝杠结构进行传动，实现了行程范围内的任意位置的停止。然而该机械手的侧姿组件也只能实现 90 度翻转，无法实现多方向多角度的旋转以及定位，从而具有一 定局限性。

现有的机械手主要存在以下不足 ：

一、采用电机丝杆结构只适合短距离轻载直线传动，然而目前的取料件正变得越来越重，结构也越来越复杂，在长距离重负载直线运动上，丝杆有可能强度不够，会导致机械手出现震动、抖动现象，严重时会导致丝杆弯曲、变形、甚至断裂等等 ；

二、大部分机械手配备的侧姿机构只能实现 90 度定角度的翻转，而无法实现更加柔性的关节运动，对特殊要求的取件作业无从下手。

五自由度（3直角坐标轴+2旋转轴）机械手

包括直线运动部分以及关节运动部分，直线运动部分包括 X 轴运动部、Y 轴运动部以及 Z 轴运动部，Y 轴运动部安装在 X 轴运动部上，X 轴运动部带动 Y 轴运动部横向移动，Z 轴运动部安装在 Y 轴运动部上，Y 轴运动部带动 Z 轴运动部以及关节运动部分纵向移动，关节运动部分安装在 Z 轴运动部上，Z 轴运动部带动关节运动部分上下移动，其特征在于，关节运动部分包括手臂连接板、组件框架、旋转侧板、A 轴组件和 C 轴组件，手臂连接板固定在组件框架的顶部，手臂连接板联接在 Z 轴运动部的最下端，A 轴组件设置在组件框架的侧部，A 轴组件设置在关节运动部分的末端且可绕 A 轴组件的轴线旋转，C 轴组件设置在 Z 轴运动部的下端且可绕 C 轴组件的轴线摆动，C 轴组件通过旋转侧板带动 A 轴组件沿 C 轴组件的轴线摆动。

C 轴组件主要包括 C 轴伺服电机、电机法兰、同步带组件、C 轴轴承减速机以及减速机输入轴，同步带组件包括主带轮、从带轮以及同步带，C 轴伺服电机通过电机法兰固定在组件框架的侧面，C 轴轴承减速机固定在组件框架的侧面，主带轮安装在 C 轴伺服电机的输出端，从带轮设置在减速机输入轴上，旋转侧板安装在 C 轴轴承减速机的输出端上，C 轴伺服电机通过同步带组件带动 C 轴轴承减速机运转，C 轴轴承减速机带动旋转侧板摆动。

C 轴伺服电机 5-4、电机法兰 5-3、同步带组件、C 轴轴承减速机 5-9 以及减速机输入轴 5-8。同步带组件包括主带轮 5-5、从带轮 5-7 以及同步带 5-6，C 轴伺服电机 5-4 的输出轴与主带轮 5-5 由键连接，并通过同步带 5-6 带动从带轮 5-7。C轴伺服电机 5-4 通过电机法兰 5-3 固定在组件框架 5-1 的侧面，且位于组件框架 5-1 内。C轴轴承减速机 5-9 固定在组件框架 5-1 的侧面，且位于 C 轴伺服电机 5-4 的下方。主带轮5-5 安装在 C 轴伺服电机 5-4 的输出端，从带轮 5-7 设置在减速机输入轴 5-8 上，旋转侧板5-10 安装在 C 轴轴承减速机 5-9 的输出端上。C 轴伺服电机 5-4 通过同步带 5-6 组件带动减速机输入轴 5-8 旋转从而带动 C 轴轴承减速机 5-9 运转，C 轴轴承减速机 5-9 带动旋转侧板 5-10 摆动。

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