工業機械手是模仿人的手部動作，按給定程式實現自動抓取、搬運和操作的自動裝置。
機械手一般由執行機構、驅動機構、控制系統、檢測裝置等組成，智慧型機械手還具有感覺系統和智慧型系統。
基本介紹
- 中文名：工業機械手
- 外文名：industrial manipulator
- 定義：按給定程式運行的自動裝置
- 特點：環境適應性強、耐用等
- 套用：自動生產線、特殊工作環境等
- 所屬學科：機器人技術
組成,規格,特點,分類,套用,
組成
工業機械手主要由執行機構、驅動機構、控制系統和機座等四部分組成。
1．執行機構
執行機構包括以下幾部分：
(1)手爪它是直接抓取(夾緊或放鬆)工件(或工具)的構件。常用的有鉗爪式、吸盤式和萬能式。
(2)手腕它是連線手爪和手臂的構件，起支持手爪和擴大手臂動作範圍的作用。它可以實現迴轉與擺動運動。有時，也可採用無手腕動作的機械手。
(3)手臂 它是支承手腕、手爪的構件。一般可實現伸縮、升降及迴轉擺動等運動。
(4)立柱 它是支承手臂等構件的裝置，一般是固定不動的，因工作需要也有作橫向移動的，常稱可移動立柱。
2．驅動機構
3．控制系統
控制系統是支配機械手按規定程式運動的裝置。它必須具備保存或記憶指令信息(如動作順序、到達位置和時間信息)的功能。能及時測量及處理信息，對機械手的執行機構發生控制指令，必要時還可發出故障報警。
4．機座
機座是安裝機械手執行機構、驅動機構等的基礎部件。
規格
工業機械手的規格參數是說明機械手規格和性能的具體指標，一般包括以下幾個方面：
(1)抓重(又稱臂力)：額定抓取重力或稱額定負荷，單位為N(必要時註明限定運動速度下的抓重)。
(2)自由度數目和坐標形式：機身、臂部和腕部等運動共有幾個自由度，並說明坐標形式。
(3)定位方式：固定機械擋塊、可調機械擋塊、行程開關、電位器及其他各種位置沒定和檢測裝置；各自由度所設定的位置數目或位置信息容量；點位控制或連續軌跡控制。
(4)驅動方式：氣動、液動、電動或機械傳動。
(5)臂部運動參數：伸縮、升降、橫移、迴轉、俯仰的位移範圍和速度。
(6)腕部運動參數：迴轉、上下擺動、左右擺動、橫移的位移範圍和速度。
(7)手指夾持範圍(nlm)和握力(即夾緊力或吸力)(N)。
(8)定位精度：位置設定精度及重複定位精度(±mm)。
(9)程式編制方法及程式容量：如插銷板、二極體矩陣插銷板、一位機可編過程控制、多位機控制以及示教存儲等。
(10)受信、發信數引，聯鎖控制信號數日。
(11)控制系統動力：電、氣。
(12)驅動源：氣動的氣壓大小；液壓的使用壓力、油泵規格、電動機功率；電動的電動機類型、規格。
(13)輪廓尺寸：長(mm)×寬(mm)×高(mm)。
(14)重量：整機重量(kg)。
特點
工業機械手滿足了社會生產的需要，並帶來了經濟收益。其特點包括：
①對環境的適用性強，能代替人從事危險，有害的操作，在長時間工作對人體有害的場所，機械手不受影響．只要根據工件環境進行合理沒計，選用適當的材料和結構，機械手就可以在異常高溫或低溫、異常壓力和有害氣體、粉塵、放射線作用下工作。
②機械手能持久、耐勞，可以把人從繁重單調的勞動中解放出來，並能擴大和延伸人的功能。只要對機械手注意維護、檢修即能勝任長時間的單調重複勞動。
③動作準確，可保證和提高產品的質量，同時呵避免人為的操作錯誤。
④通用性、靈活性好，特別是通用工業機械手，能適應產品品種迅速變化的要求，滿足柔性生產的需要。這是因為機械手動作程式和運動位置(或軌跡)能靈活改變，具有眾多的自由度，能迅速改變作業內容，滿足生產的要求。作為中、小批量生產自動化最能發揮其效用。
⑤採用機械手能明顯地提高勞動生產率和降低成本。
分類
1．按使用範圍分
(1)專用機械手它是附屬於主機，具有固定(有時可調)程式而無獨立控制系統的機械裝置。專用機械手具有動作少，工作對象單一，結構簡單，工作可靠等特點，適用於大批量自動化生產。目前在輕工、電子行業得到廣泛套用。
(2)通用機械手它是一種具有獨立控制系統、程式可變、動作靈活多樣的機械手。通用機械手的工作範圍大，定位精度高，通用性強，適用於不斷變換生產品種的中、小批量自動化生產，在柔性自動生產線中得到廣泛套用。
2．按驅動方式分
(1)機械傳動機械手它是由機械傳動機構(凸輪、連桿、齒輪、齒條等)驅動執行機構運動的機械手。它的主要特點是運動準確可靠、動作頻率高，但結構尺寸較大，動作程式不可變。一般用作自動機的上料或卸料裝置。
(2)液壓傳動機械手 它是以油液的壓力來驅動執行機構運動的機械手。抓重能力大，結構小巧輕便，傳動平穩，動作靈便，可無級調速，進行連續軌跡控制。但因油的泄漏對工作性能影響較大，故它對密封裝置要求嚴格，且不宜在高溫或低溫下工作。
(3)氣動傳動機械手它是利用壓縮空氣的壓力，來驅動執行機構運動的機械手。其主要特點是介質來源方便，氣動動作迅速，結構簡單，成本低，能在高溫、高速和粉塵大的環境中工作。但由於空氣具有可壓縮的特性，工作速度的穩定性較差，且因氣源壓力低，只宜輕載下工作。
(4)電力傳動機械手它是由特殊設計的電動機、直線電機或步進電機直接驅動執行機構運動的機械手。因不需中間轉換機構，故結構簡單，其中直線電機機械手的運動速度快，行程長，使用和維護方便。目前機械設計正朝“機電一體化”方向發展，採用電力直接驅動機械手將日益增多。
套用
工業機械手在工業生產中的套用極為廣泛，大致有以下幾方面：
①實現單機自動化：各類半自動工具機的自動上下料。
②組成自動生產線：在單機自動化的基礎上，自動裝卸和輸送工件，可以使一些單機連線成自動生產線。
③特殊工作環境：如高溫(熱處理、鍛造、鑄造等)、有毒有害、星際探索、海底資源開發等環境採用機械手(或自動或遙控)代替人進行作業。
