机械手的手腕连接于手和手臂之间,用于调整手的方向.此机械手能旋转任何角度,所以手腕能分别***的绕X、Y、Z轴向实现转动即实现手×腕的任何角度的伸缩和转动. 手腕回转的驱动力距M通常计按下式计算M≥(1.1~1.2)(M摩 M偏 M惯)(公斤力×米) 式中摩—手腕支撑处的摩擦阻力距 M偏—工件重芯偏置的偏置力矩 M惯—手腕运动的惯性力矩
1) 摩擦阻力矩的计算M摩=f/2×(N1×D1 N2×D2) (公斤力×米)式中N1,N2—轴承处支反力 D1,D2—轴承直径(米) F—轴承的摩擦系数
2)偏置力矩M偏的计算 M偏=G×e(公斤力×米) 式中G—工件的重量(公斤力)e—工件重芯到手腕转轴线的垂直距离(米)
3)惯性力矩M惯的计算
M惯=0.0175×(J腕 J手 J工) ×w/t(公斤力×米) 式中
J腕—手腕的转动部件对其运动轴线的转动惯量
J手—手部对手腕转动轴线的转动惯量
J工—工件对手腕转动轴线的转动惯量
W—手腕转动的角速度(1/秒)
T—手腕启动过程所需用的时间(秒)
机械手工作中运动速度较高,在结构布置上应保证运动平稳,垃圾桶机械手,这样可提高机械手使用的可靠性,并可延长使用寿命,在结构上要注意以下几点:
1.臂部要防止偏重。通常臂部处于悬臂的工作状态,在设计臂部、手部结构时要尽量使其总的重芯在支撑中心,防止对支撑中心的偏重。偏重将会产生附加的弯矩引起立柱和导向的变形,铜陵机械手,工作中引起导向装置不均匀的磨损。在回转运动中偏重对回转轴附加有动压力,其方向不断的变化,特别是高速及速度突然变化时更为明显,这将引起机械手的振动,严重时会造成卡死。防止偏重过大可采取的措施如下:
a.减轻手部重量,并尽量减少偏心载荷。
b.合理分布臂部上各部件重量和增加平衡重,使臂部平衡。
c.机械手在结构上无法避免偏重,则应加强导向支撑,尽力减轻偏重对运动的影响。
2.加强臂部刚度 选取臂部结构时要注意各个方向的刚度。提高臂部刚度是减少手部颤动的关键,有利于提高***精度。臂部的刚度决定于臂部的结构和导向形式。
3.改进缓冲装置和提高配合精度 机械手缓冲装置是保证运动平稳和减少振动的主要措施。冲击有两种:一种是机械冲击,它是臂部运动中与***装置相撞而产生,用可靠缓冲装置来消除。另一种是液压系统动作时产生的冲击。这种冲击作用于管路之中,仍会引起机械手振动,要靠改进液压系统设计来叫解决。 提高部件的配合精度,减少间隙都有利于运动平稳。
冲床机械手应用比较广泛的***运动芯片都具有响应快速、集成度高、抗干扰强等特点。但是也因为芯片是针对特定情况设计的,所以不容易扩展升级,伺服机械手,无法进行复杂的算法控制。其中以FPGA为典型代表,托盘机械手,是一种专用集成电路(ASIC)中集成度高的一种,基本可以满足当前任何复杂算法的逻辑要求,但缺点是对于复杂的控制系统,需要大量逻辑门组合,价格比较昂贵。
而以DSP控制器为核心的冲床机械手运动控制系统。相比与一般通用的微处理器,DSP具有两大优势:高运算速度和实时数据处理能力。DSP芯片可以通过有效的编程,用数字信号来处理数据量很大的实时信息,而且它的处理速度非常快,每秒可以处理上千万条指令信息,已经成为目前控制系统的热门技术之一。
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