试论机床机械手的设计与结构
摘要：在生产制造行业内，机床越来越普遍，而机床也向着自动化迈进，无论是控制还是其他系统，而在自动化机床中，机械手的应用也越来越普遍，对于机械手设计上要保证机床设备本身与机械手的柔性连接，保证工件的正常输送和机床的自动化加工。
关键词：数控机床；一体化；机械手设计
工业机械手是在自动化生产过程中使用的一种模仿人体上肢的部分功能，按照预定要求具有抓取和移动工件功能的自动化装置，它是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。实践证明，工业机械手可以代替人手的繁重劳动，显著减轻工人的劳动强度，改善劳动条件，提高劳动生产率和自动化水平。因此，机械手在机械行业中得到了越来越广泛的研究和应用，因此，对机械手的相关结构设计及控制的研究具有重要的意义。
一、机械手与机床的一体化设计
机床机械手相关的最新研究成果主要有：针对缸套类产品自动生产线的机械手的运动学设计、对自动上下料机械手进行运动学分析及轨迹仿真、提出采用无因次设计空间的方法研究工作空间、PLC控制系统的设计、自由度平面机械手位置域同步控制规律的提出、串联机构运动学反解的D-H四元数方法的建立等。研究所针对的机械手都是独立地放置在机床与工件物流生产线之间，缺点是占用空间大、需要与机床进行协调控制编程等。为了改进上述不足，逐步实现机床专用机械手的附件化和标准化，本文设计的机床机械手主要与数控车床组合成自动化生产线，实现加工过程的自动化、无人化。根据工件输送带和机床三角卡盘的空间位置，规划末端抓手的运动路径，设计各段路径的运行时间，进而应用AD-AMS软件进行一个完整工作周期的动力学仿真，给出机械手大臂、小臂和抓手的转角、转动角速度和角加速度的变化曲线以及在最大负载时3个关节处理论所需驱动力矩的动态变化曲线。
二、机械手机械结构的设计
（一）手部结构设计。
手部是机械手直接抓取和紧握工件的部件，它具有模仿人手的功能，并安装于机械手手臂的前端.机械手的结构形式不像人手，它的手指没有形状，只有自身的运动将工件抓住，因此手部结构形式必须根据它的使用场合和被夹紧工件的形状、尺寸、重量、材质以及抓取部位的不同而设计相应的结构。本次设计中所夹持的工件形状为圆柱形，因此采用夹钳式手指。它对抓取各种形状的工件具有较大的适应性，可以抓取轴、盘、套类零件，并可自动定心。一般情况下，夹钳式手部多采用两个手指。手指...
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