一般的拋光機都是由下列四個互相作用的部分組成:機械手、環(huán)境、任務(wù)和控制器。機械手是具有傳動執(zhí)行裝置的機械。它由臂、關(guān)節(jié)和末端執(zhí)行裝置(夾具等)構(gòu)成,組合為一個互相連接和互相依賴的運動機構(gòu)。一般一個機械手具有六個自由度。其中,前三個自由度引導(dǎo)抓手裝置至所需位置,后三個自由度用來決定末端執(zhí)行裝置的方向。按理說,要想抓住一個物體應(yīng)該限制該物體的六個自由度,然而這一點對于并非人手的機械手卻很難做到。但如果只是為了把物體從甲處搬到乙處,只要能夠拿穩(wěn)不掉下來即可。這樣就可對機械手的結(jié)構(gòu)大大加以簡化。目前,主要使用的機械手的結(jié)構(gòu)形式有如下幾種:吸著型機械手、承托型機械手、懸掛式機械手、握持型機械手、夾持型機械手。其中,夾持型機械手是目前使用***為廣泛的一類。夾持型機械手又包括回轉(zhuǎn)開閉型(圖7-1) 、平行桿機構(gòu)型和平行移動型(圖7-2) 。CAMCO公司生產(chǎn)的Cam bot型取置器的機械手就屬于平行移動型中的凸輪控制式機械手。在驅(qū)動軸的端部固聯(lián)著一個平板凸輪,在凸輪的端面上有兩條離圓心由近至遠的圓弧狀槽。兩手指除可沿著前部橫方向的導(dǎo)向槽滑動外,由于兩手指根部的兩個銷子分別在凸輪上的兩個圓弧狀槽內(nèi)滑動,當驅(qū)動軸順時針方向回轉(zhuǎn)時,兩手指作閉合運動,反時針方向回轉(zhuǎn)時,兩子指作張開運動,實現(xiàn)了物體的夾緊與放松。
該機械手的安裝結(jié)構(gòu)情況如下:
在拋光機的內(nèi)部靠近下半部分有若干個經(jīng)過預(yù)載計算的圓錐滾子軸承。在這些軸承上安裝著一個凸輪軸,用于實現(xiàn)向上抬臂或向下放臂;再往上是放置在精密滾動軸承上的一個凸輪軸,該凸輪軸上的凸輪是前一個凸輪軸上的凸輪的從動輪,這個從動輪通過前·個凸輪來帶動,實現(xiàn)搖臂或有刻度的轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動或擺動,從而帶動末端執(zhí)行裝置實現(xiàn)零件的夾緊、水平搬運、放下等動作。
取置器內(nèi)部有兩個完全一樣的凸輪,這兩個凸輪是精密的基準,而且配備著特殊的零件從而達到規(guī)定的公差,因此能夠產(chǎn)生可控制的加速、減速和停止等平穩(wěn)的零件取送。此外,所有空間都有精密的軸承和密封裝置,因此,當任何一個單元安裝在任何一個位置都能保證油池潤滑正常地進行。
為了使該取置器實現(xiàn)多個位置的停留,就需要使搖臂安裝在多個位置,因此該取置器就相應(yīng)地設(shè)計出多個搖臂安裝環(huán)、單一的或多個搖臂和空氣壓力夾子及標準的把手安排。一般必須使用四方位的空氣閥來控制夾子的動作。空氣閥直接把空氣送入***下面的腔中,在那里壓縮空氣把壓力傳遞給活塞以此來抬高張開的把手。然后,空氣閥把空氣直接送人稍上一點的腔中推動活塞向下運動以關(guān)閉把手。下面有一個調(diào)節(jié)螺釘可以阻止活塞移動到***下端,因此可以調(diào)整把手的關(guān)閉量。在楔形的安裝頭部,一個頂部的調(diào)節(jié)螺釘調(diào)節(jié)把手的張開量,***大的把手包角是5°。環(huán)境是指拋光機所處的周圍環(huán)境。在環(huán)境中,拋光機會遇到一些障礙物和其他物體。它必須避免與這些障礙物發(fā)生碰撞,并對這些物體發(fā)生作用。為此,在拋光機系統(tǒng)中設(shè)計出--些外傳感器來感知外部環(huán)境的特點及其變化,傳感器把這種變化反映給拋光機,使拋光機能夠識別它,這就需要用適當?shù)脑O(shè)計語言來描寫這些任務(wù),并把它們存人機器人系統(tǒng)的控制計算機中(計算機是機器人的控制器或腦子)。機器人接收來自傳感器的信號,進行數(shù)據(jù)處理,并按照預(yù)存信息、機器人的狀態(tài)及其環(huán)境情況等,產(chǎn)生控制信號以驅(qū)動機器的各個關(guān)節(jié)。
機器人的解題結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜,問題就在于如何在一個合理的時間間隔內(nèi)有效面正確地應(yīng)用其工作能力來完成這個任務(wù)。如何完成這個任務(wù)屬于程序編制方面的問題,我們在此不作過深的研究。