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、驅動(dòng)系統。
桁架部分
        可以把桁架簡(jiǎn)單的看成梁，因為它的結構類(lèi)似于力學(xué)當中的結構梁，從力學(xué)的角度分析，可以將機床桁架與簡(jiǎn)支梁做橫向對比，可以通過(guò)簡(jiǎn)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(xué)分析圖。在機床上桁架機械手有著(zhù)很高的要求，要求機械手有著(zhù)效率高、可靠性強的要求，對于桁架的立柱選擇，它要使桁架支撐穩定，同時(shí)也要節省機床的整體空間，而對于大多數立柱的結構，都選取鋼結構。 機械手部分
機械手爪
        桁架機械手的作用就是起到運輸的作用，它是使工件在上下料的軌道與機床內之間移動(dòng)，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(dòng)作就是：爪張開(kāi)，抓取，升降，左右移動(dòng)。對于機械手的手爪設計有很多種方案和形式，可以根據不同的需求，選擇不同的設計方法。下圖就是雷杰科技為客戶(hù)設計的其中一種。 機械自鎖手爪：這種結構很受客戶(hù)的喜歡，機械自鎖手爪的結構比較簡(jiǎn)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(shí)候脫落，增加了自鎖裝置。
連桿杠桿式手爪：從名稱(chēng)我們就可以聯(lián)想到它的結構，連桿杠桿式手爪是利用機械連桿機構，通過(guò)連桿和杠桿的傳遞，使手爪夾持和松開(kāi)，但這種機構有一個(gè)缺點(diǎn)，就是夾持力比較大。
齒輪齒條式手爪：這種機構的傳遞性最好，動(dòng)作反應速度最快，它是通過(guò)齒輪之間的傳動(dòng)來(lái)控制手爪，可以實(shí)現速度上的突破。
 
機械手臂
        對于桁架上機械手的手臂設計時(shí)，要考慮機械手臂的載荷，在運動(dòng)上要實(shí)現快速運動(dòng)，但在機構上也要能承受力。在機床桁架上的機械手一般做直線(xiàn)運動(dòng)，所以在考慮手臂設計時(shí)候，一般選擇液壓直接驅動(dòng)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(guò)以下公式進(jìn)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——缸筒內徑；py——缸筒的試驗壓力。
 
        桁架機械手的運動(dòng)為機械手在桁架上做水平運動(dòng)，到達指定位置后，機械手下降運動(dòng)，手爪夾緊工件，帶動(dòng)工件上升，逆向運動(dòng)，將零件放置到軌道上，手爪松開(kāi)，在這個(gè)期間內，有幾個(gè)位置PLC控制限位器，分別在機械手的下降和上升停止的時(shí)候。在機械手將零件從機床夾持時(shí)候，下一個(gè)工件到待定區域，機械手結束這個(gè)動(dòng)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，機械手回到初始位置，PLC停止脈沖輸出，機床進(jìn)行加工，機械手完成運動(dòng)，桁架機械手往返做以上運動(dòng)。
 
驅動(dòng)系統
        對于機床桁架機械手驅動(dòng)方式的選擇可分為回轉型和移動(dòng)型，是通過(guò)手指的方法區分，要是通過(guò)機械手夾持的不同可以分為內外兩種。
（1）氣動(dòng)驅動(dòng)方式：這種控制方式是通過(guò)電磁閥來(lái)控制機械手，在通過(guò)利用氣流調節閥來(lái)控制機械手的運動(dòng)速度，這種驅動(dòng)的成本比較低，因為得到氣體成本低。
（2）電動(dòng)驅動(dòng)方式：在機床桁架機械手設計上，這種驅動(dòng)方式使用最頻繁，因為機床也需要用電，而這驅動(dòng)系統只是需要利用電機，就可以達到速度上的控制。
（3）液壓驅動(dòng)方式：液壓驅動(dòng)方式是通過(guò)液壓系統進(jìn)行控制，它的好處就是可以實(shí)現連續位置控制，同時(shí)傳動(dòng)剛度也大，液壓驅動(dòng)一般選擇液壓馬達作為動(dòng)力源，液壓驅動(dòng)元件的特點(diǎn)可以參照下表。         中國制造業(yè)不斷發(fā)展，而且勞動(dòng)力成本也處在一個(gè)不斷上升的趨勢，機床在自動(dòng)化行業(yè)歡迎程度也隨之提高，但同時(shí)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(lái)越廣。對于現代工業(yè)發(fā)展來(lái)說(shuō)，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(kāi)發(fā)，需要客觀(guān)地分析實(shí)際情況去設計，要將多元素有機結合起來(lái)。