機(jī)械手是早的工業(yè)機(jī)器人，也是早的現(xiàn)代機(jī)器人。它可以代替人工來(lái)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化，并且可以在危險(xiǎn)的環(huán)境中操作以保護(hù)人身安全。因此，它被廣泛用于機(jī)械，冶金，電子，輕工和核電的制造。

機(jī)械手主要由三部分組成：執(zhí)行器，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)。本文主要介紹機(jī)械手設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)和控制系統(tǒng)所需的三個(gè)要素：步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和控制器。

機(jī)械手按其驅(qū)動(dòng)方法可分為液壓，氣動(dòng)，電動(dòng)和機(jī)械手。本白皮書中設(shè)計(jì)的三自由度機(jī)械手是一種混合機(jī)械手，它結(jié)合了電動(dòng)和氣動(dòng)機(jī)械手的優(yōu)點(diǎn)，不僅節(jié)省了移動(dòng)開(kāi)關(guān)和PLC的I/O端口，而且實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)單的目的。操作和精確定位。

機(jī)械手是一種機(jī)電一體化的自動(dòng)設(shè)備，可以根據(jù)設(shè)定的程序，軌跡和要求模擬人的手臂移動(dòng)并代替人的手來(lái)握住或運(yùn)輸工件或操縱工具。 3自由度操縱器也稱為3D機(jī)器人，可以以3個(gè)自由度（水平，垂直，旋轉(zhuǎn)）固定或放置對(duì)象。它具有廣泛的工作范圍，良好的靈活性和廣泛的特性。申請(qǐng)。

PLC（可編程邏輯控制器）是專門為工業(yè)應(yīng)用設(shè)計(jì)以執(zhí)行數(shù)字任務(wù)的電子控制設(shè)備。由于它的高可靠性，強(qiáng)大的功能，簡(jiǎn)單的編程和友好的人機(jī)交互界面，它被廣泛用于工業(yè)控制系統(tǒng)中。

步進(jìn)電機(jī)是開(kāi)環(huán)執(zhí)行器，可將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為角位移或線性位移。在沒(méi)有過(guò)載的情況下，電動(dòng)機(jī)的速度和停止位置取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)。這種線性關(guān)系的存在與步進(jìn)電動(dòng)機(jī)僅具有周期性誤差而無(wú)累積誤差的特性相結(jié)合，使其廣泛用于速度，定位和其他控制領(lǐng)域。

1.機(jī)械手的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)方式

機(jī)械手是圓柱坐標(biāo)類型。機(jī)械臂的左右移動(dòng)（水平方向）由伸縮式步進(jìn)電機(jī)控制，垂直移動(dòng)（垂直方向）由提升式步進(jìn)電機(jī)控制，逆時(shí)針和順時(shí)針旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)由向前移動(dòng)控制。機(jī)箱直流電動(dòng)機(jī)反向旋轉(zhuǎn)。機(jī)械手的夾緊裝置采用關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)，夾緊和釋放由氣壓驅(qū)動(dòng)，并由電磁閥控制。

機(jī)械手可以根據(jù)設(shè)置程序的運(yùn)動(dòng)將工件從A移動(dòng)到B。

2.機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

機(jī)械手系統(tǒng)具有手動(dòng)和自動(dòng)工作模式。自動(dòng)模式分為四種工作模式：自動(dòng)歸位，單步，單周期和連續(xù)。