從太空機(jī)器人到醫(yī)療領(lǐng)域可見的手術(shù)機(jī)器人，機(jī)械臂都不可或缺，占據(jù)著重要地位。那么，不同機(jī)械臂是如何實(shí)現(xiàn)控制抓取呢？它與自由度有什么關(guān)系嗎？定制三軸伺服機(jī)械手據(jù)悉，太空機(jī)械臂，實(shí)現(xiàn)類似人手臂的功能。融合了機(jī)械、電子、控制及信息等多學(xué)科技術(shù)，是一個(gè)機(jī)、電、熱、控一體化的高度集中的空間機(jī)電系統(tǒng)。通過搭載火箭，它能執(zhí)行空間碎片清理、在軌加注與維修等空間任務(wù)。圖中為國(guó)產(chǎn)太空機(jī)械臂模型，我國(guó)已研制出空間機(jī)械臂，由一個(gè)臂展和6個(gè)關(guān)節(jié)組成，非常靈活，可以全方位進(jìn)行目標(biāo)捕獲和操作。三軸伺服機(jī)械手生產(chǎn)廠家事實(shí)上，機(jī)械臂已有70多年歷史，誕生于20世紀(jì)40年代，目前主要應(yīng)用在航天、噴漆、弧焊、醫(yī)療等。從“遨龍一號(hào)”到醫(yī)療領(lǐng)域可見的手術(shù)機(jī)器人，機(jī)械臂都不可或缺，占據(jù)著重要地位。那么，不同機(jī)械臂是如何實(shí)現(xiàn)控制抓取呢？它與自由度有什么關(guān)系嗎？

如何選購合適的焊接機(jī)器人呢？首先要了解焊接機(jī)器人有哪些技術(shù)指標(biāo)及特殊的技術(shù)指標(biāo)，這是正確使用機(jī)器人的前提。產(chǎn)品手冊(cè)也有列技術(shù)指標(biāo)，但是單從手冊(cè)上了解會(huì)比較表面，最好是根據(jù)實(shí)際需要理解某些特定的性能指標(biāo)，才能更加深入這個(gè)行業(yè)。定制三軸伺服機(jī)械手焊接機(jī)器人的主要技術(shù)指標(biāo)可分為兩部分，機(jī)器人的一般指標(biāo)和焊接機(jī)器人的特殊指標(biāo)。機(jī)器人通用技術(shù)指標(biāo)自由度數(shù)這是反映機(jī)器人靈活性的重要指標(biāo)。三軸伺服機(jī)械手生產(chǎn)廠家一般而言，在機(jī)器人工作空間中可以到達(dá)3個(gè)自由度，但是焊接不僅必須到達(dá)空間中的某個(gè)位置，而且還必須確保焊槍（切削工具或焊鉗）的空間姿勢(shì)。因此，電弧焊和切割機(jī)器人至少需要5個(gè)自由度，點(diǎn)焊機(jī)器人至少需要6個(gè)自由度。

碼垛機(jī)器人它的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)包括底座、腰部、臀部、腕部和末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)等，這些有效地滿足了對(duì)碼垛機(jī)器人生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)要求，提高了整體的結(jié)構(gòu)性能。機(jī)器人腰部的回轉(zhuǎn)和機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)，均選用了伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的方式，定制三軸伺服機(jī)械手并且機(jī)械臂的上下或水平方向的運(yùn)動(dòng)得需兩個(gè)伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)才能完成。碼垛機(jī)器人，作為機(jī)械與計(jì)算機(jī)程序有機(jī)結(jié)合的產(chǎn)物，大大提高了生產(chǎn)效率。它以占地面積小、節(jié)省空間、適用性強(qiáng)和更加快速高效的優(yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用在搬運(yùn)碼垛技術(shù)上。 碼垛機(jī)器人的優(yōu)勢(shì)作為重要的搬運(yùn)工具，正在被廣泛地應(yīng)用在不同的領(lǐng)域，諸如生活、教育、食品、醫(yī)藥、沖壓、上下料、打磨、注塑、焊接等。1-改善工作條件和員工安全機(jī)器人堆垛機(jī)被編程為重復(fù)連續(xù)運(yùn)動(dòng)并支持重載。由于員工需要加載托盤所需的劇烈體力，因此可以避免停工。它還消除了與疲勞，分心，傷害以及重復(fù)和乏味運(yùn)動(dòng)的影響相關(guān)的問題。2-提高生產(chǎn)靈活性每個(gè)機(jī)器人碼垛機(jī)都配有操作員界面，以組織各種碼垛模式。三軸伺服機(jī)械手生產(chǎn)廠家用戶界面靈活性使得可以根據(jù)需要修改，添加和調(diào)整碼垛模式。也可以獨(dú)立于生產(chǎn)需求改變產(chǎn)品。該界面還允許實(shí)時(shí)和獨(dú)立編程，生產(chǎn)變更。機(jī)器人還可以完全改變其目的，既可以為系統(tǒng)設(shè)計(jì)的產(chǎn)品進(jìn)行碼垛，也可以調(diào)整編程或僅修改系統(tǒng)的某些元素。碼垛機(jī)器人生產(chǎn)線控制系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行速度快、穩(wěn)定高和擴(kuò)展性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，比較適用于碼垛機(jī)器人生產(chǎn)線所處的工作環(huán)境條件。根據(jù)生產(chǎn)線的工藝流程，本課題采用了“HMI+PLC”的控制模式。其中控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖，以觸摸屏作為上位機(jī)，主要進(jìn)行了物品規(guī)格的輸入，并且接收實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)，下位機(jī)是PLC可編程控制器，完成對(duì)碼垛機(jī)器人的控制任務(wù)。

在諸多焊接方式中，由于點(diǎn)焊只需點(diǎn)位控制，至于焊鉗在點(diǎn)與點(diǎn)之間的移動(dòng)軌跡沒有嚴(yán)格要求，因此點(diǎn)焊對(duì)所用的機(jī)器人的要求是不很高的，這也點(diǎn)焊機(jī)器人較早被應(yīng)用的原因之一。定制三軸伺服機(jī)械手但為了確保焊接質(zhì)量，基本的要求還是要滿足的，比如說點(diǎn)焊機(jī)器人不僅要有足夠的負(fù)載能力，而且在點(diǎn)與點(diǎn)之間移位時(shí)速度要快捷，動(dòng)作要平穩(wěn)，定位要準(zhǔn)確，以減少移位的時(shí)間，提高工作效率。在實(shí)際焊接過程中點(diǎn)焊機(jī)器人需要有多大的負(fù)載能力，主要取決于所用的焊鉗形式，對(duì)于用與變壓器分離的焊鉗，30～45kg負(fù)載的機(jī)器人就足夠了。但是這種焊鉗一方面由于二次電纜線長(zhǎng)，電能損耗大，也不利于機(jī)器人將焊鉗伸入工件內(nèi)部焊接；另一方面電纜線隨機(jī)器人運(yùn)動(dòng)而不停擺動(dòng)，電纜的損壞較快。三軸伺服機(jī)械手生產(chǎn)廠家因此一體式焊鉗逐漸將其代替?？紤]到點(diǎn)焊機(jī)器人要有足夠的負(fù)載能力，才能以較大的加速度將焊鉗送到空間位置進(jìn)行焊接，一般都選用100～150kg負(fù)載的重型機(jī)器人。為了適應(yīng)連續(xù)點(diǎn)焊時(shí)焊鉗短距離快速移位的要求，有些重型機(jī)器人增加了可在0.3s內(nèi)完成50mm位移的功能，而這也對(duì)電機(jī)的性能，微機(jī)的運(yùn)算速度和算法都提出更高的要求。