機械手手臂的設(shè)計要求有哪些

時間：2018-04-28作者：東莞市科亞自動化科技有限公司瀏覽：49

機械手手臂是目前在機械人技術(shù)領(lǐng)域中得到較廣泛實際應(yīng)用的自動化機械裝置，在工業(yè)制造、醫(yī)學**、娛樂服務(wù)、軍事、半導體制造以及太空探索等領(lǐng)域都能見到它的身影。盡管它們的形態(tài)各有不同，但它們都有一個共同的特點，就是能夠接受指令，精確地定位到三維（或二維）空間上的某一點進行作業(yè)。
機械手手臂的設(shè)計要求：
1、手臂應(yīng)承載能力大、剛性好、自重輕
手臂的剛性直接影響到手臂抓取工件時動作的平穩(wěn)性、運動的速度和定位精度。如剛性差則會引起手臂在垂直平面內(nèi)的彎曲變形和水平面內(nèi)側(cè)向扭轉(zhuǎn)變形，機械手手臂就要產(chǎn)生振動，或動作時工件卡死無法工作。為此，手臂一般都采用剛性較好的導向桿來加大手臂的剛度，各支承、連接件的剛性也要有一定的要求，以保證能承受所需要的驅(qū)動力。
2、手臂的運動速度要適當，慣性要小
機械手的運動速度一般是根據(jù)產(chǎn)品的生產(chǎn)節(jié)拍要求來決定的，但不宜盲目追求高速度。
機械手手臂由靜止狀態(tài)達到正常的運動速度為啟動，由常速減到停止不動為制動，速度的變化過程為速度特性曲線。手臂自重輕，其啟動和停止的平穩(wěn)性就好。
3、手臂動作要靈活
手臂的結(jié)構(gòu)要緊湊小巧，才能做手臂運動輕快、靈活。在運動臂上加裝滾動軸承或采用滾珠導軌也能使手臂運動輕快、平穩(wěn)。此外，對了懸臂式的機械手，還要考慮零件在手臂上布置，就是要計算手臂移動零件時的重量對回轉(zhuǎn)、升降、支撐中心的偏重力矩。偏重力矩對手臂運動很不利，偏重力矩過大，會引起手臂的振動，在升降時還會發(fā)生一種沉頭現(xiàn)象，還會影響運動的靈活性，嚴重時手臂與立柱會卡死。所以在設(shè)計手臂時要盡量使手臂重心通過回轉(zhuǎn)中心，或離回轉(zhuǎn)中心要盡量接近，以減少偏力矩。對于雙臂同時操作的機械手，則應(yīng)使兩臂的布置盡量對稱于中心，以達到平衡。
4、位置精度高
機械手要獲得較高的位置精度，除采用**的控制方法外，在結(jié)構(gòu)上還注意以下幾個問題：
（1）機械手的剛度、偏重力矩、慣性力及緩沖效果都直接影響手臂的位置精度。
（2）加設(shè)定位裝置和行程檢測機構(gòu)。
（3）合理選擇機械手的坐標形式。直角坐標式機械手的位置精度較高，其結(jié)構(gòu)和運動都比較簡單、誤差也小。而回轉(zhuǎn)運動產(chǎn)生的誤差是放大時的尺寸誤差，當轉(zhuǎn)角位置一定時，手臂伸出越長，其誤差越大；關(guān)節(jié)式機械手因其結(jié)構(gòu)復雜，手端的定位由各部關(guān)節(jié)相互轉(zhuǎn)角來確定，其誤差是積累誤差，因而精度較差，其位置精度也較難保證。
5、通用性強，能適應(yīng)多種作業(yè)；工藝性好，便于維修調(diào)整
以上這幾項要求，有時往往相互矛盾，剛性好、載重大，結(jié)構(gòu)往往粗大、導向桿也多，增加手臂自重；轉(zhuǎn)動慣量增加，沖擊力就大，位置精度就低。因此，在設(shè)計手臂時，須根據(jù)機械手抓取重量、自由度數(shù)、工作范圍、運動速度及機械手的整體布局和工作條件等各種因素綜合考慮，以達到動作準確、可靠、靈活、結(jié)構(gòu)緊湊、剛度大、自重小，從而保證一定的位置精度和適應(yīng)快速動作。此外，對于熱加工的機械手，還要考慮熱輻射，手臂要較長，以遠離熱源，并須裝有冷卻裝置。對于粉塵作業(yè)的機械手還要添裝防塵設(shè)施。


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