第一节工业机械手设计的目的
工业机械手设计是机械制近、饥被设计和机械电子工程(机电一体化)等专业的一个重要的教學环节，是学完技术業础课是有关专业课以后的一次专业深程内容的综合设计。通过设计提高学生的机构分析与综合的能办机械结构设计的能力.机电浓–体化系统设计能力掌握实现生产过程自动化的设计方法。通过这一- 教学环节要求达到:
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1)通过设计,把有关课着(机构分析与综合、钒械原理、机械设计、液压与气动技术。
自动控制理论、制试技术、效控技术。毁型计算机原理及应用、自动机械设计等)中所获得的理论知识在实际中综合地加以运用，使这些知说得到巩固和发展，井使理论知识和生产密切地结合起来。因此，工业班器手设i计是有关专业芯础课和专业课以后的综合性的专业课整设计。
2)工业机械手设计是机械设计版制造专业和机械电子工程专业的学生-次比较完整的机电一体化整机设计。通过设计，培养学生独立的机械整机设计的能力，树立正确的设计恩想，掌握机电-体化机械产品设计的基本方法和步骤，为自动机械设计打下良好的基倒。
3)通过设计，使学生能器练地应用有关参考资料、计算图表。手册、图册和規花，熟悉有关国家标准和部鎖标准，以完成-一个工程技术人员在机械整体设计方面所必须具备的基本技能训练。
4)由于整个机械手设计工作显较大，为了使学生在三周内得到一个完整的训练，因此建议可由- -名学生完成，也可由两名学生完成- – 个完整的工业忆快手设计。达样既能培养学生独立工作与分工协作完成大型设计的能力，又解决了工作量大、时间短的矛盾。
第二节工.业机械手 设计的内容
要求本没计能较鲜明地体现机电一体化的设计构思。所谓机电一体化技术，是机械工程技术吸收微电子技术。信息处即技术。传感技术等而形成的一种新的综合集成技术。尽管机也一体化的产晶名目影多，井由于它们的功能不同而有不同的形式和红杂程度，仉做功的机械本体部分(包括动力裴置)剂微电子控制部分(包括信息处理)是其没基本的、必不可少的要素。.我们选择工业机械手作为设计题目，无论从内容的深度、份量以及覆轂各科知识面的程度来衡量都是适当的。
在规定的学时数内，要求每个学生完成以下工作:
)招定(或评述)整体方案，特别是传感。控制方式与机械本依的有机类合的设计方案。
2)根据给定的自由度和技术参数选择合适的手部。腕部、臂邮和机身的结构。3)各部件的设计计算。
4)工业机械手工作装配图的设计与绘制。
5)波压系统图的设计与绘制。
6)电气控制图(含接口电路)的绘制(可作为微型计算机原理及应用的大作业)。
7)机械手运动分析(可作为机构分折与综合的大作业)。
8)幻写设计计算说明书。
第三节工 业机械手在生产中的作用
机械手在工业生产中的应用极为广泛，可以归纳为以下一些方面。
-、殪造旋转体零件(轴类、盘类、环类)自动线
-般部采用机械手在钒床之间传送工件。国内已建成的这类自动线很多，如沈阳水系厂的深井泵轴承体加工自动线(环类),大连电机厂的4号和5号电动机轴加工自动线(轴类),上:海拖抗机齿轮厂的齿坯加工自动线(盘类)等。
加工箱体类零件的组合机床自动线，一般采用随行夹具传送工件，也有采用机械手的，如上海内力机厂的气缸盐加工自动线转优机械手。
二、在实现单机自动化方面
1)各类丰自动车床，有自动夹紧，进刀。切削、退刀和松开的功能，但仍需人工上下料:装上机械手，可实现企自动生产，一人看管多台机床。目前,机械手在这方面应用最多。
如.上海柴油机厂的曲拐自动车床和座圈白动车床机械手，大连第二机床厂的自动循环液压仿形车床机械手，比阳第三机床厂的Y38讓齿机械手，青海第二机床厂的滚铁花健机床机械手等。由于迄方面使用已有成熟的经验，因内一些机床厂已在这类机床产晶出厂时就附上机械手，或为用户自行安装机械手提供条件。
2)注塑机有加料、合樸。成型、分楼等自动工作循环,装1:机械手自动装卸工件，可实现金白动生产。
3)陈床有自动上下料冲医循环,装上机械手上下料，可实现冲压生产自动化。日前机械手在冲床上应用有两个方面:一是160以2上的冲床用机械手的较多。如此阳低Ri开关厂2001冲床磁力起动器壳体下料机械下和天津他拉机厂4002冲床的下料机械手等:- -是用 于多工位冲床，用作冲压件工位间步进，如上海第二汽车配件厂的灯壳冲压生产线机械下(生产线中有两台多工位冲床)和天津:二轻局技术研究所创作的12ot图40t多工位冲床机械:等。
三、铸、報。焊、热处理等热加工方面
在报锻方面，国内大批量生产的3t. 5t、 10t模锻锤，其所配的转底炉，得两只机械手成心角应布置在炉菌，实现进出料自动化。上海荣油机厂。北京内燃机厂”、洛引拖抗机厂”等L右牧战慕的经验。
总的来说，工业机械手满足了社会生产的需要，其主要特点是:
1) 对环境的适应性强， 能代替人从事危险、有害的操作，在长时间I.作对人体有害的场所，机械下不受影响，只娶极据工作环境进行合理设计，选摔适当的材料形结构，机械于就可以在异常高温或低温、异常压力和有害气体、粉尘、放射线作用下，以及冲压、灭火靜危险环境中胜任工作。为了谋求操作安全和彻底防止公害，在工伤事故多的工种，如冲压、压铸、热处理。铅造。喷法以及有强烈紫外线照射的电弧棉等作业中。撞广工业机械手或机器人。
2)机械手能持久。耐劳，可以把人从婆重单调的劳动中解放出来，井能扩大和延伸人的功能。人在连续工作几小时后，总会感到疲劳或厌倦，而机械手只要注意维护。检修，即能胜任长时间的单调重复劳动。
8)由于机械手的动作准确，因此可以稳定和提高产品的质量，同时又可避免人为的播作错误。
4)机械手特别是通用工业机械手的通用性、灵活性好。能较好地适应产品品种的不断空化。以满足柔性生产的需婴。这是因为机械手动作程序和运动位置(或轨迹)能够十分灵活快速地予以改变，而其众多的自由度，又类供了迅速改变作业内容的可能，在中，小批量的自动化生产中，最能发挥其作用。
5)采用机械手能明显地提高势动生产半和降低成本。
第四节工业 机械手的分类
日前，我国对工业机械于尚无较为统一-的分类标准。一般可按机械手的规格。功能成用途等来分类。
-.按规格(所搬运的工件重量)分类
1)微型的一-斑运重量在lkg以下。
2)小型的–搬运重最在10Eg以下。
3)中型的一搬运 重量在50kg以下。
4)大型的一-搬运重最在500kg以上。
目前大多数工业机械手能搬运的重盛为1 ~30kgo最小的为0。skg,最大的已达800kg。
二、按功能分类
1.简品型工业机械手 有因定程序和可变程序两种。固定程序由凸轮转鼓或挡块转鼓控制，可变程序用拓销板或转就控制来给定程序。近年来，普遍果用可缩程序控制器(PC)组反控创系统。
这种机械手多为气动或液动，站构简单，价格便宜，改变程序较容品。只适用于程序较简单的点位控制，但作为-般单机服务的物运作业已足够。所以。日前这种工业机械手数量最多。
2。记忆再现型工业机械手这种工业机械手由人工通过示教装 置领动一遍，由记忆元件(如磁盘、磁带或存储器)把程序记录下来，以后机械手就自动按记忆的程序重复进行循环动作。
这是采用较多的一种，多为电液何服驱动。与前者比较，有较多的自由度，能进行程序较复杂的作业，通用性较广。
3.计算机数字控制的工业机械手可通过更 换穿孔带或其它记忆介质来改变工业机械平的动作程序，还可以进行多机控制(DNC)。计算机可以是可编程序控制器或微型计算机。
4.智能工业机械手(机器人)由电子计算机通过各 种传感元件等进行控制,具有视觉，热觉、触觉、行走机构等。
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