机械手的发展历史是怎样的?

机械手是在机械化和自动化生产过程中发展起来的一种新型设备。它是机器人的一个重要分支。其特点是能通过编程完成各种预期任务,在结构和性能上兼具人和机器的优点,尤其体现了人的智能和适应能力(王喜民,1992)。在现代生产过程中,机械手广泛应用于自动化生产线。机械手虽然目前不如人手灵活,但具有能反复工作和工作、不知疲劳和危险的特点,而且在举起重物时的力量大于人手。因此,机械手受到了许多部门的重视,并得到了广泛的应用。(王,1995)

机械手最早是在美国开发的。1958美国控制公司研制出第一台机械手。它的结构是:在机身上安装一个旋转长臂,顶部安装一个带电磁块的工件抓放机构,控制系统是示教式的。1962年,基于上述方案,美国联控公司尝试制作了一台数控示教再现机械手。企业名称是Unimate(通用自动化)。运动系统仿照坦克炮塔,手臂可以旋转、俯仰、伸缩,由液压驱动。控制系统使用磁鼓作为存储设备。在此基础上发展了许多通用球坐标机械手。同年,美国机械制造公司也成功试验了一种叫做Vewrsatran的机械手。机械手的中心立柱可以旋转升降,液压驱动控制系统也是示教再现型。这两种机械手出现在20世纪60年代初,是国外工业机械手发展的基础。1978年,Unimate、斯坦福大学和麻省理工学院联合开发了Unimate-Vicarm工业机械手,由小型电子计算机控制,用于装配作业。定位误差小于65438±0毫米。联邦德国的KnKa公司也生产点焊机械手,采用铰接式结构,程序控制。

目前大部分机械手仍属于第一代,主要依靠手动控制;改进方向主要是降低成本,提高精度。第二代机械手正在加紧研制。它配有微电脑控制系统,具有视觉、触觉甚至听觉和思维能力。研究安装各种传感器,反馈感知信息,使机械手具有感知功能。第三代机械手能够独立完成工作过程中的任务。它与计算机和电视设备保持联系,逐渐发展成为FMS和FMC中的重要环节。