一. 四轴联动简易机械手的结构及动作过程

　　机械手结构，有气控机械手、XY轴丝杠组、转盘机构、旋转基座等组成。

　　其运动控制方式为：

　　(1)由伺服电机驱动可旋转角度为360°的气控机械手;

　　(2)由步进电机驱动丝杠组件使机械手沿X、Y轴移动(有x、y轴限位开关);

　　(3)可回旋360°的转盘机构能带动机械手及丝杠组自由旋转(其电气拖动部分由直流电动机、光电编码器、接近开关等组成;

　　(4)旋转基座主要支撑以上3部分;

　　(5)气控机械手的张合由气压控制。

　　其工作过程为：当货物到达时，灌装生产线机械手系统开始动作;步进电机控制开始向下运动，同时另一路步进电机控制横轴开始向前运动;伺服电机驱动机械手旋转到达正好抓取货物的方位处，然后充气，机械手夹住货物。步进电机驱动纵轴上升，另一个步进电机驱动横轴开始向前走;转盘直流电机转动使机械手整体运动，转到货物接收处;步进电机再次驱动纵轴下降，到达指定位置后，气阀放气，机械手松开货物;系统回位准备下一次动作。

　　二 控制器件选型

　　为达到精确控制的目的，根据市场情况，对各种关键器件选型如下：

　　1. 步进电机及其驱动器

　　机械手纵轴(Y轴)和横轴(X轴)选用的是北京四通电机技术有限公司的42BYG250C型两相混合式步进电机，步距角为0.9°/1.8°，电流1.5A。M1是横轴电机，带动机械手机构伸、缩。

　　M2是纵轴电机，带动机械手机构上升、下降。所选用的步进电机驱动器是SH-20403型，该驱动器采用10～40V直流供电，H桥双极恒相电流驱动，最大3A的8种输出电流可选，最大64细分的7种细分模式可选，输入信号光电隔离，标准单脉冲接口，有脱机保持功能，半密闭式机壳可适应更恶劣的工况环境，提供节能的自动半电流方式。

　　驱动器内部的开关电源设计，保证了驱动器可适应较宽的电压范围，用户可根据各自情况在10～40VDC之间选择。一般来说较高的额定电源电压有利于提高电机的高速力矩，但却会加大驱动器的损耗和温升。

　　本驱动器最大输出电流值为3A/相，通过驱动器面板上六位拨码开关的第5、6、7三位可组合出8种状态，对应8种输出电流，从0.9A到3A以配合不同的电机使用。本驱动器可提供整步、改善半步、4细分、8细分、16细分、32细分和64细分7种运行模式，利用驱动器面板上六位拨码开关的第1、2、3三位可组合出不同的状态。