從太空機(jī)器人到醫(yī)療領(lǐng)域可見的手術(shù)機(jī)器人，機(jī)械臂都不可或缺，占據(jù)著重要地位。那么，不同機(jī)械臂是如何實(shí)現(xiàn)控制抓取呢？它與自由度有什么關(guān)系嗎？定制全伺服機(jī)械手據(jù)悉，太空機(jī)械臂，實(shí)現(xiàn)類似人手臂的功能。融合了機(jī)械、電子、控制及信息等多學(xué)科技術(shù)，是一個(gè)機(jī)、電、熱、控一體化的高度集中的空間機(jī)電系統(tǒng)。通過搭載火箭，它能執(zhí)行空間碎片清理、在軌加注與維修等空間任務(wù)。圖中為國(guó)產(chǎn)太空機(jī)械臂模型，我國(guó)已研制出空間機(jī)械臂，由一個(gè)臂展和6個(gè)關(guān)節(jié)組成，非常靈活，可以全方位進(jìn)行目標(biāo)捕獲和操作。全伺服機(jī)械手廠事實(shí)上，機(jī)械臂已有70多年歷史，誕生于20世紀(jì)40年代，目前主要應(yīng)用在航天、噴漆、弧焊、醫(yī)療等。從“遨龍一號(hào)”到醫(yī)療領(lǐng)域可見的手術(shù)機(jī)器人，機(jī)械臂都不可或缺，占據(jù)著重要地位。那么，不同機(jī)械臂是如何實(shí)現(xiàn)控制抓取呢？它與自由度有什么關(guān)系嗎？

1、機(jī)器人焊接可以提高生產(chǎn)效率定制全伺服機(jī)械手焊接機(jī)器人響應(yīng)時(shí)間短，動(dòng)作迅速，焊接速度在60-3000px/分鐘，這個(gè)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于手工焊接，機(jī)器人在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中不停頓也不休息，但是工人上班時(shí)是不可能做到不停頓不休息，同時(shí)工人的工作效率也受到心情等因素影響，工人會(huì)請(qǐng)假、發(fā)呆、聊天、抽煙、上廁所，加班要給加班工資，而機(jī)器人就沒有上述問題，只要保證外部水電氣等條件，就可以持續(xù)工作，這就無形中提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率。 2、機(jī)器人焊接可以提高產(chǎn)品質(zhì)量焊接機(jī)器人在焊接過程中，只要給出焊接參數(shù)，和運(yùn)動(dòng)軌跡，機(jī)器人就會(huì)精確重復(fù)此動(dòng)作，焊接參數(shù)如焊接電流、電壓、焊接速度及焊接焊絲長(zhǎng)度等對(duì)焊接結(jié)果起決定作用。采用機(jī)器人焊接時(shí)對(duì)于每條焊縫的焊接參數(shù)都是恒定的，焊縫質(zhì)量受人的因素影響較小，降低了對(duì)工人操作技術(shù)的要求，因此焊接質(zhì)量是穩(wěn)定的，從而保證了我們產(chǎn)品的質(zhì)量。而人工焊接時(shí)，焊接速度、焊絲伸長(zhǎng)等都是變化的，因此很難做到質(zhì)量的均一性。全伺服機(jī)械手廠3、機(jī)器人焊接可以降低企業(yè)成本 焊接機(jī)器人降低企業(yè)成本主要體現(xiàn)在規(guī)模化生產(chǎn)中，一臺(tái)機(jī)器人可以替代2到4名產(chǎn)業(yè)工人，根據(jù)企業(yè)具體情況，有所不同。機(jī)器人沒有疲勞，一天可24小時(shí)連續(xù)生產(chǎn)，另外隨著高速高效焊接技術(shù)的應(yīng)用，使用機(jī)器人焊接，成本降低的更加明顯。4、機(jī)器人焊接容易安排生產(chǎn)計(jì)劃 由于機(jī)器人可重復(fù)性高，只要給定參數(shù)，就會(huì)永遠(yuǎn)按照指令去動(dòng)作，因此機(jī)器人焊接產(chǎn)品周期明確，容易控制產(chǎn)品產(chǎn)量。機(jī)器人的生產(chǎn)節(jié)拍是固定的，因此安排生產(chǎn)計(jì)劃十分明確。準(zhǔn)確的生產(chǎn)計(jì)劃可應(yīng)使企業(yè)的生產(chǎn)效率、資源的綜合利用做到最大化。

1.柔性，機(jī)器人是數(shù)控立體作業(yè)機(jī)床，具有六個(gè)自由度，不僅可以實(shí)現(xiàn)焊槍位置的可達(dá)性，還可以實(shí)現(xiàn)焊槍的角度變化。雖然它的精度不能與傳統(tǒng)的機(jī)床相比，但對(duì)于焊接生產(chǎn)而言，機(jī)器人的重復(fù)定位精度已完成能夠勝任。從經(jīng)營(yíng)角度看，設(shè)備的購(gòu)入與產(chǎn)出平衡對(duì)企業(yè)來說非常重要，加之市場(chǎng)的影響，產(chǎn)品的更新?lián)Q代周期相對(duì)縮短。定制全伺服機(jī)械手如果采用焊接專機(jī)進(jìn)行焊接生產(chǎn)，在產(chǎn)品換型時(shí)，焊接專機(jī)很難快速地適應(yīng)產(chǎn)品的變化，從而阻礙了新產(chǎn)品的推出速度，這種延誤極有可能嚴(yán)重影響企業(yè)的快速發(fā)展。采用機(jī)器人進(jìn)行焊接生產(chǎn)，企業(yè)只需編制一個(gè)新程序即可實(shí)現(xiàn)新產(chǎn)品的投產(chǎn)，可使企業(yè)在市場(chǎng)上搶得先機(jī)。2.人機(jī)對(duì)話，人機(jī)對(duì)話意味著自動(dòng)化程度的提高，同時(shí)也給我們帶來了效率和效益。人機(jī)對(duì)話是“指令”和“傳感”的交流，它的發(fā)展依賴于傳感技術(shù)的發(fā)展。目前在焊接機(jī)器人工作站上，全伺服機(jī)械手廠已經(jīng)有越來越多的各種傳感器得到使用，比如，借助電流檢出裝置，可以實(shí)現(xiàn)焊接過程的跟蹤；利用視覺傳感器，可以實(shí)現(xiàn)焊縫位置的檢測(cè)。3.在中國(guó)的應(yīng)用特點(diǎn)，（1）我國(guó)焊接機(jī)器人的應(yīng)用主要集中在汽車、摩托車、工程機(jī)械、鐵路機(jī)車等行業(yè)。汽車是焊接機(jī)器人的最大用戶，也是最早的用戶，汽車制造和汽車零部件生產(chǎn)企業(yè)中的焊接機(jī)器人占全部焊接機(jī)器人的76%。在汽車行業(yè)中，點(diǎn)焊機(jī)器人與弧焊機(jī)器人的比例為3：2，而其他行業(yè)大都是以弧焊機(jī)器人為主。

四軸沖壓機(jī)器人機(jī)械手每個(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)均由一臺(tái)伺服電機(jī)和一臺(tái)高精度諧波減速機(jī)共同實(shí)現(xiàn)，每個(gè)直線軸均由伺服電機(jī)和精密絲杠共同實(shí)現(xiàn);同時(shí)配以先進(jìn)的電器控制柜和示教盒，其性能優(yōu)越、價(jià)格低廉、操作簡(jiǎn)便。能夠隨意連接油壓機(jī)、定制全伺服機(jī)械手齒輪沖床、氣動(dòng)沖床、攻牙機(jī)、鉚釘機(jī)等，無論沖床噸位大小、機(jī)臺(tái)高低、都可連接，實(shí)現(xiàn)設(shè)備自由組合、多角度實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜沖壓動(dòng)作、翻轉(zhuǎn)、打廢料、側(cè)掛或斜放、堆料等，并適應(yīng)連續(xù)模、單機(jī)多模的工藝要求等。預(yù)存100組產(chǎn)品工藝信息、方便轉(zhuǎn)產(chǎn)。識(shí)別雙料和沖床兩次或多次沖壓，保護(hù)工業(yè)機(jī)器人、沖床和模具的安全并能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通訊。全伺服機(jī)械手廠四軸沖壓機(jī)械手的前兩個(gè)關(guān)節(jié)可以在水平面上左右自由旋轉(zhuǎn)。第三個(gè)關(guān)節(jié)由一個(gè)稱為羽毛(quill)的金屬桿和夾持器組成。該金屬桿可以在垂直平面內(nèi)向上和向下移動(dòng)或圍繞其垂直軸旋轉(zhuǎn)，但不能傾斜。這種設(shè)計(jì)使四軸沖壓機(jī)器人具有很強(qiáng)的剛性，從而使它們能夠勝任高速和高重復(fù)性的工作。在包裝應(yīng)用中，四軸工業(yè)機(jī)器人擅長(zhǎng)高速取放和其他材料處理義務(wù)。

碼垛機(jī)器人它的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)包括底座、腰部、臀部、腕部和末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)等，這些有效地滿足了對(duì)碼垛機(jī)器人生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)要求，提高了整體的結(jié)構(gòu)性能。機(jī)器人腰部的回轉(zhuǎn)和機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)，均選用了伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的方式，定制全伺服機(jī)械手并且機(jī)械臂的上下或水平方向的運(yùn)動(dòng)得需兩個(gè)伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)才能完成。碼垛機(jī)器人，作為機(jī)械與計(jì)算機(jī)程序有機(jī)結(jié)合的產(chǎn)物，大大提高了生產(chǎn)效率。它以占地面積小、節(jié)省空間、適用性強(qiáng)和更加快速高效的優(yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用在搬運(yùn)碼垛技術(shù)上。 碼垛機(jī)器人的優(yōu)勢(shì)作為重要的搬運(yùn)工具，正在被廣泛地應(yīng)用在不同的領(lǐng)域，諸如生活、教育、食品、醫(yī)藥、沖壓、上下料、打磨、注塑、焊接等。1-改善工作條件和員工安全機(jī)器人堆垛機(jī)被編程為重復(fù)連續(xù)運(yùn)動(dòng)并支持重載。由于員工需要加載托盤所需的劇烈體力，因此可以避免停工。它還消除了與疲勞，分心，傷害以及重復(fù)和乏味運(yùn)動(dòng)的影響相關(guān)的問題。2-提高生產(chǎn)靈活性每個(gè)機(jī)器人碼垛機(jī)都配有操作員界面，以組織各種碼垛模式。全伺服機(jī)械手廠用戶界面靈活性使得可以根據(jù)需要修改，添加和調(diào)整碼垛模式。也可以獨(dú)立于生產(chǎn)需求改變產(chǎn)品。該界面還允許實(shí)時(shí)和獨(dú)立編程，生產(chǎn)變更。機(jī)器人還可以完全改變其目的，既可以為系統(tǒng)設(shè)計(jì)的產(chǎn)品進(jìn)行碼垛，也可以調(diào)整編程或僅修改系統(tǒng)的某些元素。碼垛機(jī)器人生產(chǎn)線控制系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行速度快、穩(wěn)定高和擴(kuò)展性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，比較適用于碼垛機(jī)器人生產(chǎn)線所處的工作環(huán)境條件。根據(jù)生產(chǎn)線的工藝流程，本課題采用了“HMI+PLC”的控制模式。其中控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖，以觸摸屏作為上位機(jī)，主要進(jìn)行了物品規(guī)格的輸入，并且接收實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)，下位機(jī)是PLC可編程控制器，完成對(duì)碼垛機(jī)器人的控制任務(wù)。

在現(xiàn)代化制造加工業(yè)中，要求精度高、品質(zhì)穩(wěn)定、批量加工速度快，采用人工方式進(jìn)行作業(yè)導(dǎo)致制造加工水平很難得到提升，采用機(jī)器人進(jìn)行自動(dòng)化上下料，是機(jī)器人在制造業(yè)中應(yīng)用最廣泛最成熟的領(lǐng)域之一。工業(yè)機(jī)器人，配備液壓和氣動(dòng)傳送料裝置、非標(biāo)抓具、吹屑裝置、安全防護(hù)裝置等，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)、高效、安全、有序的工件加工全過程?？蛇m用于機(jī)床、注塑機(jī)、壓鑄機(jī)等周邊自動(dòng)化上下料行業(yè)，為提高生產(chǎn)效率，降低制造成本。定制全伺服機(jī)械手1.可以實(shí)現(xiàn)多臺(tái)數(shù)控機(jī)床的靈活組合，多自由度的自動(dòng)上下料與工件裝夾，滿足高難度的生產(chǎn)工藝要求;2.可配置工業(yè)CCD視覺檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜工件的自由抓取;3.可實(shí)現(xiàn)單工件大批量持續(xù)生產(chǎn)，可實(shí)現(xiàn)多品種小批量的程序自動(dòng)轉(zhuǎn)換生產(chǎn)4.可調(diào)性高，全伺服機(jī)械手廠實(shí)現(xiàn)與數(shù)控機(jī)床、PLC、外部感應(yīng)器等其他設(shè)備的通訊，通過編程實(shí)現(xiàn)安全可靠的順序控制。5.多功能性：高性能防碰撞、產(chǎn)品檢測(cè)、外部軸、碼垛等可選配功能。6.可輕易實(shí)現(xiàn)多聯(lián)機(jī)自動(dòng)化生產(chǎn)流水線及“數(shù)字化”工廠布局，最大程度節(jié)省人力，提升工廠生產(chǎn)的技術(shù)形象。