机械手实训台的原理与特点

机械手是模仿着人的部分动作，按给定的程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。生产中应用机械手可以提高生产的自动化水平和劳动生产率；可以减轻劳动强度、保证产品质量，实现安全生产；尤其在高温、高压、低温、低压、粉尘、易爆、有毒气体和放射性等恶劣的环境中，它代替人进行正常的工作，机械手主要由执行机构、驱动系统以及位置检测装置等所组成。执行机构包括手部、手腕、手臂和立柱等部件，有的还增设行走机构。驱动系统常用的有气压传动、液压传动、电力传动和机械传动等四种形式。控制系统由电器控制和射流控制两种。它支配着机械手按规定的程序运动。位置检测装置控制机械手执行机构的运动位置，并随时将执行机构的实际位置反馈给控制系统，并与设定的位置进行比较，然后通过控制系统进行调整，从而使执行机构以一定的精度到达设定位置。

1、实训台概述

该实训台为坐标式机械手，可完成机械手旋转、手臂垂直上下、手臂水平移动，手爪旋转四个自由度的位置精确控制。同时配置晶体管式PLC可编程控制器，用于对整个机械手进行复杂地位置控制，通过在该实训台上的实训和操作，可熟练掌握对PLC高级指令、传感器、旋转编码器、气动、步进电机、直流电机、精确机械位置传动等技术应用，主要用于电气、电工电子、自动化控制、机电一体化专业岗位技能实训、考核，是各中专、高职、本科院校相关专业实训室建设中最佳设备选择之一。

2、机械手特点

1)机械手的横轴和竖轴的机械传动采用高精密的滚珠丝杆，高精密的光杆导轨和直线轴承，配以先进地机械设计、精密的机械加工及装配，可使机械手臂非常平稳地进行垂直和水平移动和水平方向旋转及精确位置控制；

2)采用先进的步进电机做为横轴和竖轴的动力源，可实现0.45 度的细分；

3)机械手臂和机械手爪水平方向旋转采用高级减速直流电机传动，配置光电传感器及码盘，可实现旋转方向的精确位置控制；

4)机械手爪采用高精度气动式手爪、配置高级电磁位置形状及两位三通电磁阀，可实现快速准确地抓取和放开动作；

5)采用晶体式PLC可编程控制器作为控制主机，配置旋转编码器及传感器，可实现PLC高级指令编程、旋转编码器、光电传感器的技术应用；

6)PLC各I/O点和传感器、电机、各电器的连接线都接在一块接线板上的接线排上，学生可根据PLC程序和各电器的技术要求进行现场接线操作实训，培训学生实际动手接线能力；

7)配套铝钢式机械手台架，台面、竖轴及横轴采用经氧化处理的铝型材，而台架的侧面及底面采用1mm厚度经烤漆处理的钢板，台架与地面之间采用带自锁功能的万向轮，使整个台架不但坚固耐用而且移动方便；

8)下面台架台面下部左三分之一处安装可编程控制器及电源箱，其余部分安装可做80度翻转的机械机构，上安装有步进电机驱动器、继电器及接线排和接线槽的接线板，用于学生的实际接线，而翻转机构可将接线板能够方便地放置到水平位置和垂直位置，不但方便学生的实训而且节省了设备所占用的空间。

3、实训项目：

1)在可编程控制器方面，可进行从初级到高级指令编程实训；

2)步进电机应用技术的掌握和实训；

3)光电传感器应用技能的掌握和实训；

4)配置开放式旋转编码器，学生不但可以直接观看到旋转编码器的结构，而且还可以进行应用技能的实训；

5)气动技术应用的掌握和实训；

6)开环位置控制和闭环精确位置控制实训；

7)精密机械传动技术应用知识的掌握；

目前的技术发展趋势是：扩大机械手在工业上的应用、提高工业机械手的工作性能、发展组合式机械手、研制具有“视觉”和“触觉”的“智能机器人”