求高速度。
手臂由静止状态达到正常的运动速度——启动,以及由常速减到停止不动——制动,速度的变化过程为速度特性曲线。
手臂自重轻,其启动和停止的平稳性就好。 3.手臂动作要灵活
手臂的结构要紧凑小巧,才能使手臂运动轻快、灵活。如在运动臂上加装滚动轴承或用滚珠导轨也能使手臂运动轻快、平稳。此外,对于悬臂式的机械手,还要考虑零件在手臂上的布置,就是要计算手臂移动零件时的重量对回转、升降、支承中心的偏重力矩。偏重力矩对手臂运动很不利。偏重力矩过大,会引起手臂的振动,在升降时还会发生一种沉头现象,也会影响运动的灵活性,严重时手臂与立柱会卡死。所以在设计手臂时要尽量使手臂重心通过回转中心,或离回转中心要尽量地近,以减少偏重力矩。对予双臂同时操作的机械手,则应使两臂的布置尽量对称于中心,以达到平衡。
4.位置精度要高
机械手要获得较高的位置精度,除采用先进的控制方法外,在结构上还要注意以下几个问题:
(1)机械手的刚度、偏重力矩、惯性力及缓冲效果都直接影响手臂的位置精度。
(2)加设定位装置和行程检测机构。
(3)合理选择机械手的坐标形式。直角坐标式机械手的位置精度较高,其结构和运动都比较简单、误差也小。而回转运动产生的误差,是放大式的尺寸误差,当转角位置一定时,手臂伸出越长,其误差越大。关节式机械手,因其结构复杂,手端的定位是由各都关节相互转角来确定,其误差是积累误差,因而精度较差,其位置精度也更难保证。
5.通用性强,能适应多种作业;工艺性好,便于维修调整。
以上这几项要求,有时往往相互矛盾,刚性好、载重大,结构,庄往粗大。导向杆也多。增加手臂自重;转动惯量增加,冲击力就大,位置精度就低。因此.在设计手臂时,须根据机械手抓取重量,自由度数、工作范围、运动速度及机械手的整体布局和工作条件等各种因素综合考虑,以达到动作准确、可靠、灵活。结构紧凑、刚度大、自重小,从而保证一定的位置精度和适应快速动作。此外,对用于热加工的机械手,还要考虑热辐射,手臂要较长,以远离热源,并
须装有冷却装置。对用于粉尘作业的机械手还要添装防尘设施。
1.4机械手手部的功能介绍和分析
设计制造夹紧机构——手爪时,首先要从机械手的坐标型式、运行速度和加速度的情况来考虑。其夹紧力的大小则系根据夹持物体的重量、惯性和冲击力的大小来计算。同时考虑有足够的开口尺寸,以适应被抓物体的尺寸变化。为扩大机械手的应用范围,还须备有多种抓取机构,以根据需要来更换手爪。为防止损坏被夹的物体,夹紧力要限止在一定的范围内,并镶有软质垫片、弹性衬垫或自动定心结构。为防止突然停电造成的被抓物体落下,又需要有自锁结构。夹紧机构本身则应结构简单嘧体积小、重量轻,动作灵活和工作可靠。
手部安装在手臂的前端。手臂的内孔装有传动轴,可把动作传给手腕以转动、伸屈手腕,开闭手指。
机械手手部的构造系模仿人的手指,分为无关节、固定关节和自由关节三种。手指的数又可分为二指、三指、四指等,其中以二指用得最多。可根据夹持对象的形状和大小配备多种形状和尺寸的夹头。以适应操作的需要。所谓没有手指的手部,一般是指真空吸盘或磁性吸盘。
总括机械手的运动,离不开直线移动和转动二种,因此它采用的执行机构主要是直线油缸、摆动油缸、电液脉冲马达、伺服油马达、交流伺服马达、直流伺服马达和步进马达等。
具体各动力能源对比如下图