桁架機械手如何選擇、分析、設計？

        我們可以把桁架機械手分成桁架、機械手、驅(qū)動系統(tǒng)。
桁架部分
        可以把桁架簡單的看成梁，因為它的結(jié)構(gòu)類似于力學當中的結(jié)構(gòu)梁，從力學的角度分析，可以將機床桁架與簡支梁做橫向?qū)Ρ?，可以通過簡支梁的彎矩圖分析桁架，增加機械手對桁架的作用力，我們可以參照下面的桁架機械手力學分析圖。在機床上桁架機械手有著很高的要求，要求機械手有著效率高、可靠性強的要求，對于桁架的立柱選擇，它要使桁架支撐穩(wěn)定，同時也要節(jié)省機床的整體空間，而對于大多數(shù)立柱的結(jié)構(gòu)，都選取鋼結(jié)構(gòu)。 機械手部分
機械手爪
        桁架機械手的作用就是起到運輸?shù)淖饔茫鞘构ぜ谏舷铝系能壍琅c機床內(nèi)之間移動，將加工后的零件從機床上拿出，再將要加工的零件從軌道上拿起，放到機床上。主要的動作就是：爪張開，抓取，升降，左右移動。對于機械手的手爪設計有很多種方案和形式，可以根據(jù)不同的需求，選擇不同的設計方法。下圖就是雷杰科技為客戶設計的其中一種。 機械自鎖手爪：這種結(jié)構(gòu)很受客戶的喜歡，機械自鎖手爪的結(jié)構(gòu)比較簡單，但是在對抓取上也做了復雜的設計，為了防止在夾持零件時候脫落，增加了自鎖裝置。
連桿杠桿式手爪：從名稱我們就可以聯(lián)想到它的結(jié)構(gòu)，連桿杠桿式手爪是利用機械連桿機構(gòu)，通過連桿和杠桿的傳遞，使手爪夾持和松開，但這種機構(gòu)有一個缺點，就是夾持力比較大。
齒輪齒條式手爪：這種機構(gòu)的傳遞性最好，動作反應速度最快，它是通過齒輪之間的傳動來控制手爪，可以實現(xiàn)速度上的突破。
 
機械手臂
        對于桁架上機械手的手臂設計時，要考慮機械手臂的載荷，在運動上要實現(xiàn)快速運動，但在機構(gòu)上也要能承受力。在機床桁架上的機械手一般做直線運動，所以在考慮手臂設計時候，一般選擇液壓直接驅(qū)動機械臂，在機械手臂的液壓缸選用上，要使液壓缸的直徑大一些，這樣手臂的整體強度比較高，而對于液壓缸的校核可以通過以下公式進行核對：
 
活塞桿直徑的校核公式：
 
式中：F——活塞桿上的作用力；[σ]——活塞桿材料的許用應力。
 
缸體壁厚的校核公式：
 
式中：D——缸筒內(nèi)徑；py——缸筒的試驗壓力。
 
        桁架機械手的運動為機械手在桁架上做水平運動，到達指定位置后，機械手下降運動，手爪夾緊工件，帶動工件上升，逆向運動，將零件放置到軌道上，手爪松開，在這個期間內(nèi)，有幾個位置PLC控制限位器，分別在機械手的下降和上升停止的時候。在機械手將零件從機床夾持時候，下一個工件到待定區(qū)域，機械手結(jié)束這個動作后，回到待加工零件位置處，機械手下降，夾持零件，將零件放置到機床內(nèi)，機械手回到初始位置，PLC停止脈沖輸出，機床進行加工，機械手完成運動，桁架機械手往返做以上運動。
 
驅(qū)動系統(tǒng)
        對于機床桁架機械手驅(qū)動方式的選擇可分為回轉(zhuǎn)型和移動型，是通過手指的方法區(qū)分，要是通過機械手夾持的不同可以分為內(nèi)外兩種。
（1）氣動驅(qū)動方式：這種控制方式是通過電磁閥來控制機械手，在通過利用氣流調(diào)節(jié)閥來控制機械手的運動速度，這種驅(qū)動的成本比較低，因為得到氣體成本低。
（2）電動驅(qū)動方式：在機床桁架機械手設計上，這種驅(qū)動方式使用最頻繁，因為機床也需要用電，而這驅(qū)動系統(tǒng)只是需要利用電機，就可以達到速度上的控制。
（3）液壓驅(qū)動方式：液壓驅(qū)動方式是通過液壓系統(tǒng)進行控制，它的好處就是可以實現(xiàn)連續(xù)位置控制，同時傳動剛度也大，液壓驅(qū)動一般選擇液壓馬達作為動力源，液壓驅(qū)動元件的特點可以參照下表。         中國制造業(yè)不斷發(fā)展，而且勞動力成本也處在一個不斷上升的趨勢，機床在自動化行業(yè)歡迎程度也隨之提高，但同時也要將機床的配套設施提高上去，尤其對于生產(chǎn)大批零件，機械手運用的也就越來越廣。對于現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展來說，機械手的發(fā)展速度并不是很快，對于機械手的控制上要采用PLC控制是最方便的，而對于機械手的發(fā)展要不斷去開發(fā)，需要客觀地分析實際情況去設計，要將多元素有機結(jié)合起來。