(5)位置精度的保证
位置精度是衡量机器人工作质量的一项重要指标,它包括位置设定精度和重复定位精度。本设计的重复定位精度为±0.5 mm。可以添加伺服系统利用反馈控制单元来判定准确位置。影响定位精度的因素有反向间隙误差和丝杠螺距误差,因此要进行误差补偿,一般采用双螺母预紧消除丝杠的误差。
(6)垂直升降系统的结构设计
本次设计中,垂直升降系统采用滚珠丝杠传动,运用伺服电动机驱动,通过丝杠与滚珠的回转,实现手臂的升降。机身和手臂采用悬挂式的配置形式。
(7)制动方式的选择
在垂直方向上,由于滚珠丝杠不能自锁,因此在断电时会由于自身重力作用下落,为了保证安全垂直升降系统需要设计制动装置,一般采用超越离合器的结构,但在本次设计中选择一个带有制动的伺服电机,因此很好地解决了该问题。
(8)导轨方式的选择
一般导轨方式选择有天轨和地轨两种方式。本次设计的换刀装置工作空间比较大,如果选择地轨,那么由于所占空间大,影响人员的操作。如果选择天轨可以很好地解决这一问题,在轨道下给了人员足够的操作空间。
综上所述,本次设计的是一个自动换刀机器人,要求的使用直角坐标加旋转的组合式机构形式, 该装置有4个自由度。工作空间为纵向1.2m,横向0.8m,升降1.2,手爪旋转180°。重复定位精度为±0.5 mm。由于纵向移动空间比较大,因此在水平方向的纵向移动采用齿轮齿条传动。横向移动范围为0.8m,精度要求也较高,可采用滚珠丝杠副来进行传动,这样的传动方式精度及重复定位精度高。同样,垂直升降部分也采用滚珠丝杠来传动。手爪部分采用的是无源式机械手爪。本装置控制灵活,精度高,所有电机选择采用伺服电机作为驱动部分。导轨部分纵向选择天轨的方式。横向移动方式为在纵向的天轨上加上一个工作台,由丝杠传动进行横向移动(如图2-6)。而整个垂直运动部分加在这个工作台上,因此就实现了纵向横向和垂直方向的移动
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