车床机械手是如何设计的数控车床机械手(数控铣床，加工中心等)组合终形成生产线，实现加工过程(上料、加工、下料)的自动化、无人化。目前，我国的制造业正在迅速发展，越来越多的资金流向制造业，越来越多的厂商加入到制造业。数控机械手的出现能够应用到加工工厂车间，满足数控机床以及加工中心的加工过程安装、卸载加工工件的要求，从而减轻工人劳动强度，节约加工辅助时间，提高生产效率和生产力。

　　车床机械手夹持器的运动和驱动方式

　　机器人夹持器及机器人手爪。一般工业机器人手爪，多为双指手爪。按手指的运动方式，可分为回转型和移动型，按夹持方式来分，有外夹式和内撑式两种。

　　机器人夹持器(手爪)的驱动方式主要有三种

　　1.气动驱动方式 这种驱动系统是用电磁阀来控制手爪的运动方向，用气流调节阀来调节其运动速度。由于气动驱动系统价格较低，所以气动夹持器在工业中应用较为普遍。另外，由于气体的可压缩性，使气动手爪的抓取运动具有一定的柔顺性，这一点是抓取动作十分需要的。

　　2.电动驱动方式 电动驱动手爪应用也较为广泛。这种手爪，一般采用直流伺服电机或步进电机，并需要减速器以获得足够大的驱动力和力矩。电动驱动方式可实现手爪的力与位置控制。但是，这种驱动方式不能用于有防爆要求的条件下，因为电机有可能产生火花和发热。

　　3.液压驱动方式 液压驱动系统传动刚度大，可实现连续位置控制。

         车床机械手的垂直手臂(大臂)升降和水平手臂(小臂)的伸缩运动都为直线运动。直线运动的实现一般是气动传动，液压传动以及电动机驱动滚珠丝杠来实现。考虑到搬运工件的重量较大，考虑加工工件的质量达30KG，属中型重量，同时考虑到车床机械手的动态性能及运动的稳定性，安全性，对手臂的刚度有较高的要求。综合考虑，两手臂的驱动均选择液压驱动方式，通过液压缸的直接驱动，液压缸既是驱动元件，又是执行运动件，不用再设计另外的执行件了;而且液压缸实现直线运动，控制简单，易于实现计算机的控制。

　　因为液压系统能提供很大的驱动力，因此在驱动力和结构的强度都是比较容易实现的，关键是机械手运动的稳定性和刚度的满足。因此手臂液压缸的设计原则是缸的直径取得大一点(在整体结构允许的情况下)，再进行强度的较核。

　　同时，因为控制和具体工作的要求，数控车床机械手的手臂的结构不能太大，若仅仅通过增大液压缸的缸径来增大刚度，是不能满足系统刚度要求的。因此，在设计时另外增设了导杆机构，小臂增设了两个导杆，与活塞杆一起构成等边三角形的截面形式，尽量增加其刚度;大臂增设了四个导杆，成正四边形布置，为减小质量，各个导杆均采用空心结构。通过增设导杆，能显著提高车床机械手的运动刚度和稳定性，比较好的解决了结构、稳定性的问题。温馨提示，本文引用于博立斯官网，更多数控车床机械手、车床机械手、冲压机械手信息欢迎致电博立斯智能装备。

　　车床机械手腕部的结构设计

　　车床机械手的手臂运动(包括腰座的回动)，给出了机器人末端执行器在其工作空间中的运动位置，而安装在CNC机械手手臂末端的手腕，则给出了机器人末端执行器在其工作空间中的运动姿态。CNC机械手手腕是机器人操作机的末端，它与机器人手臂配合运动，实现安装在手腕上的末端执行器的空间运动轨迹与运动姿态，完成所需要的作业动作。

　　CNC机械手手腕结构的设计要求

　　1.CNC机械手手腕的自由度数，应根据作业需要来设计。机器人手腕自由度数目愈多，各关节的运动角度愈大，则机器人腕部的灵活性愈高，机器人对对作业的适应能力也愈强。但是，自由度的增加，也必然会使腕部结构更复杂，机器人的控制更困难，成本也会增加。因此，手腕的自由度数，应根据实际作业要求来确定。在满足作业要求的前提下，应使自由度数尽可能的少。一般的机器人手腕的自由度数为2至3个，有的需要更多的自由度，而有的机器人手腕不需要自由度，仅凭受臂和腰部的运动就能实现作业要求的任务。因此，要具体问题具体分析，考虑机器人的多种布局，运动方案，选择满足要求的简单的方案。

　　2.CNC机械手腕部安装在机器人手臂的末端，在设计机器人手腕时，应力求减少其重量和体积，结构力求紧凑。为了减轻机器人腕部的重量，腕部机构的驱动器采用分离传动。腕部驱动器一般安装在手臂上，而不采用直接驱动，并选用高强度的铝合金制造。

　　3.车床机械手手腕要与末端执行器相联，因此，要有标准的联接法兰，结构上要便于装卸末端执行器。

　　4.车床机械手的手腕机构要有足够的强度和刚度，以保证力与运动的传递。

　　5.要设有可靠的传动间隙调整机构，以减小空回间隙，提高传动精度。

　　6.CNC机械手手腕各关节轴转动要有限位开关，并设置硬限位，以防止超限造成机械损坏。

　　设计具体采用方案

　　通过对数控机床上下料作业的具体分析，考虑数控机床加工的具体形式及对机械手上下料作业时的具体要求，在满足系统工艺要求的前提下提高安全和可靠性，为使机械手的结构尽量简单，降低控制的难度，本设计手腕不增加自由度，实践证明这是完全能满足作业要求的，3个自由度来实现机床的上下料完全足够。博立斯官网www.bls38.com，更多博立斯冲床机械手、数控车床机械手、机器人等信息欢迎登陆官网。