文件综述
机械手是一种自动化操作机，位置可控且具有可重复编程能力，一般具有多个轴，能够借助程序处理不同的零件材料以及专用的装置，执行各种任务。机械手广泛应用于各个领域，涉及机械，自动化控制，电气，微电子，计算机，声学，仿生学以及人工智能等多门高端学科，现已成为自动工厂（FA），柔性制造系统（FMS），计算机集成制造系统（CIMS）的自动化工激光切割作为先进加工技术广泛用于汽车、电子、电器、航空、冶金、机械制造等工业领域，对提高产品质量、提升劳动生产率、降低加工成本、减少材料消耗起到越来
越重要的作用。[1]
更多的传统生产工艺（如冷锻及冲压等）都基于工具和零件之间的机械接触。这些工艺在工具施加压力的同时会带来变形和损坏工件的风险。此外，这类工艺的自动化需要带有非常牢固和高稳定性的机械手系统来吸收外加压力。另一种选择是水射流，它具有许多优点，提供了一种可靠的技术方案。其缺点在于：切割完毕后需要对工件进行干燥，切割速度有限，以及需要对工件，尤其是工件边缘部分，进行清洁。
激光切割作为先进加工技术广泛用于汽车、电子、电器、航空、冶金、机械制造等工业领域，对提高产品质量、提升劳动生产率、降低加工成本、减少材料消耗起到越来越重要的作用。[2]激光机械手在国外已经广泛应用。在国外激光机械手是一种较成熟的技术，大概已经有半个世纪的研究和发展历史。最早在激光领域应用的机械手的有美国的Austin Motors Longbridge，fudge公司，德国的hatel公司等[3][4].。激光切割是利用经过聚焦的高功率密度激光束照射工件表面，在极短的时间内将材料局部加热到几千至上万摄氏度，使被照射的材料迅速熔化、气化、烧蚀或达到燃点。随着光束与工件的相对运动，最终使材料形成切缝切缝处的熔渣被辅助气体吹除置能够与线及一些网络联接。
目前我国激光行业比较缺乏激光机械手，因此，该产品在我国有较好的发展前景。 激光机械手的发展趋势是性能不断提高，高速度高精度高可靠性便于操作和维修；机械结构向模块化可重构化发展，比如关节模块中的伺服电机减速机检测系统三位一体化；工业机械手控制系统向基于PC机的开放型控制器方向发展，便于标准化网络化，器件集成度提高，控制柜日渐小巧，且采用模块化结构，大大提高系统的可靠性易操作性和可维护性；传感器作用日益重要，除采用传统的位置，速度，加速度等传感器外，装配焊接机器手还应用了视觉力觉等传感器，而遥控机械手则采用视觉声觉力觉触觉等多传感器的融合技术来进行环境建模及决策控制；机械手的未来是致力于操作者与机械手的人机交互控制使得智能机械手走出实验室进入实用化阶段。
机械手按结构形式分为关节型和作关节型。在相同的体积条件下，关节型机械手拥有比非关节结构类似于人的手臂型机械手大得多的相对空间和绝对空间。关节型机械手的结构类似于人的手臂，山不同的关节组成，运动灵活，工作空间大，因而关节型机械手得到垂点研究。[5].
激光机械手操作机的机械部分主要山机座、手臂、手腕和手部组成，激光机械手位置机构的结构简图，，全部为旋转关节。各个关节的旋转轴与各关节的轴线重合，腰关节的运动为横滚，肩关节肘关节和腕关节实现的运动是俯仰，各个关节的结构大体相同，只有部分零件的尺寸不同。机座是机械手的基础部分，固定在地面上，支持整个机械手，高度由激光口决定。手臂是机械手的主要运动部件，由大臂、小臂和手腕组成，激光口直接安装在手腕上。腰关节带动大臂与小臂在水平而内共同转动，大臂与小臂在竖直面内分别绕关节摆动，从而将机械手末端执行器送至空间内所需任意点位置。[6].
机械产品的设计首先需要建立 三维模型、曲面模型、实体模型和特征模型等过程。特征建模能够完整地表达产品的功能和形状信息，可以对所设计零部件的工艺信息直接操作，在设计过程中还可以利用这些信息的集合自动推理和决策。
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