机械手控制系统介绍

机械手控制系统组成

机械手控制系统前瞻

机械手控制系统介绍

机械手控制系统发展历史

机械手控制系统是伴随着机械手（机器人）的发展而进步的。机械手是在早期出现的古代机器人基础上发展起来的，机械手研究始于20世纪中期，随着计算机和自动化技术的发展，特别是1946年第一台数字电子计算机问世以来，计算机取得了惊人的进步，向高速度、大容量、低价格的方向发展。同时，大批量生产的迫切需求推动了自动化技术的进展，又为机器人和机械手控制系统的开发奠定了基础。另一方面，核能技术的研究要求某些操作机械代替人处理放射性物质。在这一需求背景下，美国于1947年开发了遥控机械手控制系统和遥控机械手，1948年又开发了机械式的主从机械手控制系统和机械手。

机械手控制系统首先是从美国开始研制的。1954年美国戴沃尔最早提出了工业机器人的概念，并申请了专利。该专利的要点是借助伺服技术控制机器人的关节，利用人手对机器人进行动作示教，机器人能实现动作的记录和再现。这就是所谓的示教再现机器人控制系统。现有的机器人控制系统差不多都采用这种控制方式。1958年美国联合控制公司研制出第一台机械手铆接机器人控制系统。作为机器人产品最早的实用机型（示教再现）是1962年美国AMF公司推出的“VERSTRAN”和UNIMATION公司推出的“UNIMATE”。这些工业机器人和相关控制系统主要由类似人的手和臂组成它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。

机械手控制系统经历了以下几个阶段：机械手完成放射源转运年代、化工产品垛机械手年代、工业用机械手兴起和发展年代。

随着汽车行业和塑胶行业的发展，西欧、日本、苏联和中国等地域机械手及其控制系统也开始百花争放。

尤其注塑机机械手，发展更为迅猛，应用非常普遍，其控制系统经过几十年的发展，现在已经趋于成熟和完善。

机械手控制系统的流派及品牌（塑胶）

注塑机机械手流派控制系统可以按地域划分为欧美类，日本类，中国类。欧美和日本发展较早，技术相对较为完善。国产机械手控制系统起初主要是引进国外，但近一二十年来中国在这一方面的开发研究生产可谓是突飞猛进，如今国产机械手控制系统已逐步成熟，且国产价格相对比较低。中国的有台湾天行、大陆华成工控，欧洲西格玛泰克、KEBA、日本星机和哈默。

机械手控制系统的种类是根据硬件的不同而加以分类的，主要有斜臂、横走，按驱动方式可分为气动、变频、伺服。每个大类又有数个小种，而不同的小种又因不同的动作程序而不同。

斜臂机械手控制系统用于500T以下注塑机，动作程序有二三十套，最高距离精度可达到0.05mm，横走机械手控制系统用于1600T内注塑机动作程序有四五十套，最高距离精度可达到0.05mm，而超大型注塑机则需配专门的控制系统 。

机械手控制系统组成

（注塑机机械手斜臂套）

工业机械手控制系统一般包括主控板、转接板、显示器、控制按键、配套电源等部分。下面主要针对工业机械手控制系统做下介绍。

主机

主机包括主控板，显示屏，按键。其中主控板由单片机和相应电路板组成，单片机负责程序运行，电路板处理输入输出信号。（图左）

转接板

转接板主要包含一些端子和继电器，其功能是信号的转接。 （图上中）

配套电源及其他

电源用于控制系统供电，如蜂鸣器则是用于机器故障报警所用。

机械手控制系统前瞻

现代计算机技术的产业革命，将世界经济从资本经济带入到知识经济时代。在电子世界领域，从20世纪中的无线电时代也进入到21世纪以计算机技术为中心的智能化现代电子系统时代。而机械手控制系统则逐步发展为与计算机互联，使机械手控制系统更加智能化，操作更加简单方便。

随着自动化的发展，机械手（机器人）应用将更加普遍。而没有控制系统的机械手却是一堆废铁，机械手的发展势必与控制系统双驹并驰。而日后机械手的反展也会反限于控制系统的发展，未来的人类社会将是机械手的时代。