PLC车床上下料机械手设计+CAD图纸(5)
直角坐标型机械手结构
直角坐标机器人的空间运动是用三个相互垂直的直线运动来实现的，如图2.1 直角坐标型机械手结构。由于直线运动易于实现全闭环的位置控制，所以，直角坐标机器人有可能达到很高的位置精度（μm级）。但是，这种直角坐标机器人的运动空间相对机器人的结构尺寸来讲，是比较小的。因此，为了实现一定的运动空间，直角坐标机器人的结构尺寸要比其他类型的机器人的结构尺寸大得多。
直角坐标机器人的工作空间为一空间长方体。直角坐标机器人主要用于装配作业及搬运作业，直角坐标机器人有悬臂式，龙门式，天车式三种结构。
圆柱坐标型机器人结构
圆柱坐标机器人的空间运动是用一个回转运动及两个直线运动来实现的，如图2.2 圆柱坐标型机械手。这种机器人构造比较简单，精度还可以，常用于搬运作业。其工作空间是一个圆柱状的空间。
图2.1 直角坐标型机械手结构 图2.2 圆柱坐标型机械手
球坐标型机器人结构
球坐标机器人的空间运动是由两个回转运动和一个直线运动来实现的，如图2.3 球坐标型机器人结构。这种机器人结构简单、成本较低，但精度不很高。主要应用于搬运作业。其工作空间是一个类球形的空间。
关节型机器人结构
关节型机器人的空间运动是由三个回转运动实现的，如图2.4关节型机器人结构。关节型机器人动作灵活，结构紧凑，占地面积小。相对机器人本体尺寸，其工作空间比较大。此种机器人在工业中应用十分广泛，如焊接、喷漆、搬运、装配等作业，都广泛采用这种类型的机器人。关节型机器人结构，有水平关节型和垂直关节型两种。
图2.3 球坐标型机器人结构 图2.4关节型机器人结构
机械手总体结构具体采用方案
车床上下料机械手运动机构分为机械手手部结构和机械手手臂运动机构。机械手手部运动机构是使整个机械手手部完成各种转动（摆动）、移动或复合运动来实现规定的动作，改变被抓持物的位置和姿势。机械手手臂运动由独立的升降、伸缩、旋转等自由度组成（两个直线运动一起一个回转运动），其工作空间为一个圆柱体状的空间。而且圆柱坐标型机械手，这种机器人构造比较简单，精度还可以，常用于搬运作业，因此结构方面选用圆柱坐标型机械手。
机械手的驱动方式的分析比较
机械手的驱动方式方案比较
机械手的驱动系统，安动力源分为液压、气动和电动三大类。根据需要也可将这三种基本类型组合成复合式的驱动系统。这三类基本驱动系统的主要特点如下：
（1）液压驱动系统
液压及时是一种比较成熟的技术，它具有动力大、力（或力矩）与惯量比大、快读相响应高、易于实现直接驱动等特点。适合于在承载能力大，惯量大一级防火防爆的环境中工作的机械手、机器人等。但是，液压系统需要进行能量转换，即电能转换成液压能，速度控制多数情况下采用节流调速，效率比电动驱动系统低，液压系统的液体泄漏会使工作环境受到污染，工作噪音也随之变大。
（2）气动驱动系统
具有响应速度快，系统结构简单，文修方便、价格低等特点。适用于中、小负荷的机器人中采用。但是因困难于实现伺服控制，多用于程序控制的机器人中，如在上、下料和冲压机器人中应用较多。
（3）电动驱动系统
由于低惯量、大转矩的交、直流伺服电机及其配套的伺服驱动器（交流变频器、直流脉冲宽度调制器）的广泛采用，这类驱动系统在机器人中被大量采用。这类驱动系统不需要能量转换，适用房驳岸，噪声较低，控制灵活。大多数电机后面需要安装精密的传动机构。直流有刷电机不能直接用于要求防爆的工作环境中，成本上也较其他两种驱动系统高。但因为这类驱动系统有点比较突出，因此在机器人中被广泛使用。