机械手动态应用综述：自动化搬运工序的魅力

　　本书由[德]安德烈亚斯·沃尔夫（Andreas Wolf）博士和 [德]亨利克·雄克 （HenrikSchunk）先生合作撰写，内容来源于双方数十年在自动化领域积累的专业知识和工作经验。本书详细介绍了在工业领域中抓取搬运工艺的有关内容，包含了机械手抓取中的机械结构件设计、抓取力的计算、运动抓取中的相关应用介绍以及各种机械手抓取实例讲解。 从简单的线性运动到多轴运动学，本书通过大量生动的案例，深入浅出地向读者解释了自动化生产项目的计划和实施过程，总结了此类工业生产工序中的抓取方案设计关键点，并给出了未来的构想和技术发展趋势，为新技术开发提供了方向性指导。本书除了给予自动化工业领域的专业人士、从业者和消费者关于全球自动化的一个展示，也可以为研究和教育领域的老师和学生提供一些思路与启发。

　　夏明劼，本科毕业于华中科技大学机械设计制造及其自动化专业，后于德国克劳斯塔尔工业大学获机电一体化专业硕士学位，现任雄克中国区抓取系统部门高级技术经理。曾多次作为主要项目负责人，协调中德技术团队完成工业自动化项目的抓取方案设计及技术支持，同时在公司内外部培训中担任讲师，具备丰富的先进自动化组件的设计经验和方案应用经验。

第1章　搬运工序……………………………………………………………………1
1.1　搬运—— 一个没有附加价值的工序？……………………………………………3
1.2　搬运技术的发展…………………………………………………………………8
1.3　是什么驱使搬运技术的自动化？………………………………………………10
1.4　搬运和生产技术的术语…………………………………………………………16
1.4.1　柔性………………………………………………………………………16
1.4.2　 EPEI——“每个部件，每个间歇”………………………………………17
1.4.3　自动机……………………………………………………………………17
1.4.4　搬运………………………………………………………………………17
1.4.5　搬运技术中的子功能……………………………………………………17
1.4.6　搬运系统…………………………………………………………………18
1.4.7　抓取系统…………………………………………………………………18
第２章　机械手——机器人的 “APP”………………………………………21
2.1　抓取技术的历史发展……………………………………………………………22
2.2　机器人的历史……………………………………………………………………29
2.3　机器人正在占领市场……………………………………………………………40
第３章　机械手概要………………………………………………………………49
3.1　工件作为起点……………………………………………………………………53
3.1.1　搬运技术中的工件分类…………………………………………………53
3.1.2　搬运任务的定义…………………………………………………………59
3.2　机械手手指作为执行元件………………………………………………………64
3.2.1　吸附式抓取和反向抓取…………………………………………………65
3.2.2　力和形位的有效表面……………………………………………………68
3.2.3　机械手手指的数量………………………………………………………78
3.3　抓取用途的机械手………………………………………………………………82
3.4　力的传递…………………………………………………………………………86
3.4.1　夹持力……………………………………………………………………87
3.4.2　夹持力的产生……………………………………………………………91
3.4.3　允许的抓取力……………………………………………………………94
3.4.4　夹持力和能源……………………………………………………………97
3.5　抓取范围…………………………………………………………………………101
3.6　抓取时间…………………………………………………………………………103
3.7　抓取的情形………………………………………………………………………106
3.7.1　抓取的情形及工件的自由度……………………………………………107
3.7.2　抓取和经济效率…………………………………………………………110
3.7.3　抓取中的精度要求………………………………………………………115
3.7.4　运动中的工件抓取………………………………………………………117
3.7.5　机械手和可用负载………………………………………………………118
3.8　机械手作为生产信息来源………………………………………………………119
3.8.1　搬运工序中的传感器……………………………………………………121
3.8.2　检测工件的传感器………………………………………………………127
3.9　机械手的选择……………………………………………………………………130
3.10　抓取和安全……………………………………………………………………139
第４章　运动的附加值…………………………………………………………147
4.1　运动的影响………………………………………………………………………150
4.1.1　惯性的影响………………………………………………………………150
4.1.2　工艺力的影响……………………………………………………………155
4.1.3　运动的中断………………………………………………………………162
4.2　让运动成为可能…………………………………………………………………165
4.2.1　线性运动…………………………………………………………………166
4.2.2　旋转运动…………………………………………………………………168
4.2.3　运动关节…………………………………………………………………175
4.2.4　运动的计划………………………………………………………………182
4.3　布局………………………………………………………………………………190
4.4　工件的处理………………………………………………………………………192
第５章　抓取和搬运技术的未来……………………………………………197
参考文献……………………………………………………………………………203