机械手的主要部件及运动参数设计
在圆柱坐标式机械手的基本方案选定后，根据设计任务，为了满足设计要求，本设计的机械手具有4个自由度：手臂伸缩；手臂回转；机身回转；机身升降。
本设计的机械手主要由3个大部件和4个气缸组成：
手部，采用一个气爪，通过机构运动实现手爪的张合。
臂部，采用直线缸来实现手臂的伸缩。
机身，采用一个直线缸和一个回转缸来实现手臂升降和回转。
驱动机构是工业机械手的重要组成部分, 工业机械手的性能价格比在很大程度上
取决于驱动方案及其装置。根据动力源的不同, 工业机械手的驱动机构大致可分为液压、气动、电动和机械驱动等四类。气动机械手因为结构简单、成本低廉、重量轻、动作迅速、平稳、安全、可靠、节能和不污染环境等优点而被广泛应用在生产自动化的各个行业。因此，机械手的驱动方案选择气压驱动。
机械手发展史
现代工业机械手起源于20世纪50年代初，是基于示教再现和主从控制方式、能适应产品种类变更，具有多自由度动作功能的柔性自动化产品。
机械手首先是从美国开始研制的。1958年美国联合控制公司研制出第1台机械手。他的结构是：机体上安装一回转长臂，端部装有电磁铁的工件抓放机构，控制系统是示教型的。 1962年，美国机械铸造公司在上述方案的基础之上又试制成一台数控示教再现型机械手。运动系统仿造坦克炮塔，臂回转、俯仰，用液压驱动；控制系统用磁鼓***存储装置。不少球坐标式通用机械手就是在这个基础上发展起来的。同年该公司和普鲁曼公司合并成立公司,专门生产工业机械手。
1962年美国机械铸造公司也试验成功一种叫Versatran机械手，原意是灵活搬运。该机 械手的***立柱可以回转，臂可以回转、升降、伸缩、采用液压驱动，控制系统也是示教再 现型。虽然这两种机械手出现在六十年代初，但都是国外工业机械手发展的基础。
1978年美国Unimate公司和斯坦福大学、麻省理工学院联合研制一种Unimate-Vic-arm 型工业机械手，装有小型电子计算机进行控制，用于装配作业，***误差可小于±1毫米。
美国还十分注意提高机械手的可靠性，改进结构，降低成本。如Unimate 公司建立了8年机械手试验台，进行各种性能的试验。准备把故障前平均时间（注：故障前平均时间是指 一台设备可靠性的一种量度。它给出在第1次故障前的平均运行时间），由 400 小时提高到 1500小时，精度可提高到±0.1毫米。
德国机器制造业是从 1970 年开始应用机械手，主要用于起重运输、焊接和设备的上下 料等作业。德国KnKa公司还生产一种点焊机械手，采用关节式结构和程序控制。
瑞士RETAB公司生产一种涂漆机械手，采用示教方法编制程序。
瑞典安莎公司采用机械手清理铸铝齿轮箱毛刺等。
日本是工业机械手发展***快、应用蕞多的***。自 1969年从美国引进二种典型机械手后，大力研究机械手的研究。据报道，1979年从事机械手的研究工作的大专院校、研究单位多达50多个。1976年个大学和***研究部门用在机械手的研究费42%。1979年日本机械手的产值达443亿日元，产量为14535台。其中固定程序和可变程序约占一半，达222亿日元，是1978年的二倍。具有记忆功能的机械手产值约为67亿日元，比1978年增长50%。智 能机械手约为17亿日元，为1978年的6倍。截止1979年，机械手累计产量达56900台。 在数量上已占世界首位，约占70%，并以每年50%～60%的速度增长。使用机械手蕞多的是汽车工业，其次是电机、电器。预计到1990年将有55万机器人在工作。
第二代机械手正在加紧研制。它设有微型电子计算机控制系统，具有视觉、触觉能力， 甚至听、想的能力。研究安装各种传感器，把感觉到的信息反馈，使机械手具有感觉机能。 目前国外已经出现了触觉和视觉机械手。
第三代机械手（机械人）则能***地完成工作过程中的任务。它与电子计算机和电视设 备保持联系。并逐步发展成为柔性制造系统FMS(Flexible Manufacturing system)和柔性制 造单元(Flexible Manufacturing Cell)中重要一环。
随着工业机器手（机械人）研究制造和应用的扩大，国际性学术交流活动十分活跃，欧美各国和其他***学术交流活动开展很多。
冲床机械手的运动控制方式为：
1、由伺服电机驱动可旋转角度为360°的气控机械手(有光电传感器确定起始0点)；
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°的转磐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(充气时机械手抓紧，放气时机械手松开)。
