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zexu190627

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机械手是一种能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。特点是可以通过编程来完成各种预期的作业，构造和性能上兼有人和机械手机器各自的优点。
机械手是-早出现的工业机器人，也是-早出现的现代机器人，它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。
中文名 机械手 外文名 Manipulator 类    型工业机器人 作    用 代替人的繁重劳动 驱动方式 液压式、气动式、电动式、机械式 组    成 执行机构、驱动机构和控制系统
在现今的生活上,科技日新月益的进展之下,机械人手臂与有人类的手臂--区别就在于灵活度与耐力度。也就是机械手的--优势可以重复的做同一动作在机械正常情况下永远也不会觉得累！机械手臂的应用也将会越来越广泛,机械手是近几十年发展起来的一种-科技自动生产设备，作业的准确性和环境中完成作业的能力。工业机械手机器人的一个重要分支。
  按驱动方式可分为液压式、气动式、电动式、机械式。特点是可以通过编程来完成各种预期的作业，构造和性能上兼有人和机械手机器各自的优点。
构成编辑
机械手主要由执行机构、驱动机构和控制系统三-部分组成。手部是用来抓持工件（或工具）的部件，根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式，如夹持型、托持型和吸附型等。运动机构，使手部完成各种转动（摆动）、移动或复合运动来实现规定的动作，改变被抓持物件的位置和姿势。运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式，称为机械手的自由度。为了抓取空间中任意位置和方位的物体，需有6个自由度。自由度是机械手设计的关键参数。自由度越多，机械手的灵活性越-，通用性越广，其结构也越复杂。一般机械手有2～3个自由度。控制系统是通过对机械手每个自由度的电机的控制，来完成特定动作。同时接收传感器反馈的信息，形成稳定的闭环控制。控制系统的核心通常是由单片机或dsp等微控制芯片构成，通过对其编程实现所要功能。

执行机构
机械手的执行机构分为手部、手臂、躯干；
  1、手部
  手部安装在手臂的前端。手臂的内孔中装有传动轴，可把运用传给手腕，以转动、伸曲手腕、开闭手指。
  机械手手部的构造系模仿人的手指，分为无关节、固定关节和自由关节3种。手指的数量又可分为二指、三指、四指等，其中以二指用的-多。可根据夹持对象的形状和-小配备多种形状和-小的夹头以适应操作的需要。所谓没有手指的手部，一般都是指真空吸盘或磁性吸盘。
  2、手臂
  手臂的作用是引导手指准确地抓住工件，并运送到所需的位置上。为了使机械手能够正确地工作，手臂的3个自由度都要地定位。
  3、躯干躯干是安装手臂、动力源和各种执行机构的支架 [1]  。
驱动机构
机械手所用的驱动机构主要有4种：液压驱动、气压驱动、电气驱动和机械驱动。其中以液压驱动、气压驱动用得-多。
1、液压驱动式
  液压驱动式机械手通常由液动机（各种油缸、油马达）、伺服阀、油泵、油箱等组成驱动系统，由驱动机械手执行机构进行工作。通常它的具有很-的抓举能力（-达几百千克以上），其特点是结构紧凑、动作平稳、耐冲击、耐震动、防爆性好，但液压元件要求有较-的制造精度和密封性能，否则漏油将污染环境。
  2、气压驱动式
  其驱动系统通常由气缸、气阀、气罐和空压机组成，其特点是气源方便、动作迅速、结构简单、造价较低、维修方便。但难以进行速度控制，气压不可太-，故抓举能力较低。
  3、电气驱动式电力驱动是机械手使用得-多的一种驱动方式。其特点是电源方便，响应快，驱动力较-（关节型的持重已达400kg），信号检测、传动、处理方便，并可采用多种灵活的控制方案。驱动电机一般采用步进电机，直流伺服电机（AC）为主要的驱动方式。由于电机速度-，通常须采用减速机构（如谐波传动、RV摆线针轮传动、齿轮传动、螺旋传动和多杆机构等）。有些机械手已开始采用无减速机构的-转矩、低转速电机进行直接驱动（DD）这既可使机构简化，又可提-控制精度。

矩频不同
步进电机的输出力矩随转速升-而下降，且在较-转速时会急剧下降，所以其--工作转速一般在300～600RPM。交流伺服电机为恒力矩输出，即在其额定转速（一般为2000RPM或3000RPM）以内，都能输出额定转矩，在额定转速以上为恒功率输出。
过载不同
步进电机一般不具有过载能力。交流伺服电机具有较强的过载能力。以松下交流伺服系统为例，它具有速度过载和转矩过载能力。其--转矩为额定转矩的三倍，可用于克服惯性负载在启动瞬间的惯性力矩。步进电机因为没有这种过载能力，在选型时为了克服这种惯性力矩，往往需要选取较-转矩的电机，而机器在正常工作期间又不需要那么-的转矩，便出现了力矩浪费的现象。
运行不同
步进电机的控制为开环控制，启动频率过-或负载过-易出现丢步或堵转的现象，停止时转速过-易出现过冲的现象，所以为保证其控制精度，应处理好升、降速问题。交流伺服驱动系统为闭环控制，驱动器可直接对电机编码器反馈信号进行采样，内部构成位置环和速度环，一般不会出现步进电机的丢步或过冲的现象，控制性能更为可靠。
响应不同
步进电机从静止加速到工作转速（一般为每分钟几百转）需要200～400毫秒。交流伺服系统的加速性能较好，以松下MSMA 400W交流伺服电机为例，从静止加速到其额定转速3000RPM仅需几毫秒，可用于要求快速启停的控制场合。
结
综上所述，交流伺服电机在许多性能方面都优于步进电机。但在一些要求不-的场合也经常用步进电机来做执行电动机。所以，在控制系统的设计过程中要综合考虑控制要求、成本等多方面的因素，选用适当的控制电机。

数控伺服系统是数控机床的重要组成部分，用于实现数控机床的进给伺服控制和主轴伺服控制。数控伺服系统的作用是把接受来自数控装置的指令信息，经功率放-、整形处理后，转换成机床执行部件的直线位移或角位移运动。由于数控伺服系统是数控机床的-后环节，其性能将直接影响数控机床的精度和速度等技术指标。 [1]  因此，对数控机床的伺服驱动装置，要求具有良好的快速反应性能，准确而灵敏地跟踪数控装置发出的数字指令信号，并能忠实地执行来自数控装置的指令，提-系统的动态跟随特性和静态跟踪精度。测量元件将数控机床各坐标轴的实际位移值检测出来并经反馈系统输入到机床的数控装置中。
中文名 数控伺服系统 外文名 CNC servo system 领    域 工业制造 作    用 伺服控制和主轴伺服控制 别    名 位置随动系统 控制方法 开环、闭环和半闭环

数控伺服系统是以机械位移为直接控制目标的自动控制系统，也可称为位置随动系统，简称为伺服系统。数控机床伺服系统主要有两种：一种是进给伺服系统，它控制机床各坐标轴的切削进给运动，以直线运动为主；另一种是主轴伺服系统，它控制主轴的切削运动，以旋转运动为主。伺服系统的控制方法主要分为开环、闭环和半闭环三种控制方法。它实际上是指伺服系统实现位置伺服控制的三种方式。