在選擇和購買(mǎi)沖壓機械手時(shí),又有哪些參數指標需要我們了解的呢?這里小編就和大家說(shuō)一說(shuō)。表示自動(dòng)沖壓機械手特性的基本參數和性能指標主要有:工作空間、自由度、有效負載、運動(dòng)精度、運動(dòng)特性、動(dòng)態(tài)特性等。
l工作空間(Workspace)
是指機械手臂桿的特定部位在一定條件下所能到達空間的位置集合。工作空間的性狀和大小反映了沖壓機械手工作能力的大小。理解機械手的工作空間時(shí),要注意以下幾點(diǎn):
1、通常沖壓機械手說(shuō)明書(shū)中表示的工作空間指的是手腕上機械接口坐標系的原點(diǎn)在空間能達到的范圍,也即手腕端部法蘭的中心點(diǎn)在空間所能到達的范圍,而不是末端執行器端點(diǎn)所能達到的范圍。因此,在設計和選用時(shí),要注意安裝末端執行器后,機械手實(shí)際所能達到的工作空間。
2、沖壓機械手說(shuō)明書(shū)上提供的工作空間往往要小于運動(dòng)學(xué)意義上的最大空間。這是因為在可達空間中,手臂位置不同時(shí)有效負載、允許達到的最大速度和最大加速度都不一樣,在臂桿最大位置允許的極限值通常要比其他位置的小些。此外,在最大可達空間邊界上可能存在自由度退化的問(wèn)題,此時(shí)的位置稱(chēng)為奇異位形,而且在奇異位形周?chē)喈敶蟮姆秶鷥榷紩?huì )出現自由度退化現象,這部分工作空間在機械手工作時(shí)都不能被利用。
3、除了在工作空間邊緣,實(shí)際應用中的沖壓機械手還可能由于受到機械結構的限制,在工作空間的內部也存在著(zhù)臂端不能達到的區域,這就是常說(shuō)的空洞或空腔??涨皇侵冈诠ぷ骺臻g內臂端不能達到的完全封閉空間。而空洞是指在沿轉軸周?chē)L(cháng)上臂端都不能達到的空間。
l運動(dòng)自由度(Freedomofmotion)
是指沖壓機械手在空間運動(dòng)所需的變量數,用以表示機械手動(dòng)作靈活程度的參數,一般是以沿軸線(xiàn)移動(dòng)和繞軸線(xiàn)轉動(dòng)的獨立運動(dòng)的數目來(lái)表示。
自由物體在空間有六個(gè)自由度(三個(gè)轉動(dòng)自由度和三個(gè)移動(dòng)自由度)。機械手的自由度數目越多,功能就越強。沖壓機械手通常具有4—6個(gè)自由度。當機械手的自由度增加到對末端執行器的定向和定位不再起作用時(shí),便出現了冗余自由度。冗余度的出現增加了機械手工作的靈活型,但也使控制變得更加復雜。
沖壓機械手在運動(dòng)方式上,可以分為直線(xiàn)運動(dòng)(簡(jiǎn)記為P)和旋轉運動(dòng)(簡(jiǎn)記為R)兩種,應用簡(jiǎn)記符號P和R可以表示機械手運動(dòng)自由度的特點(diǎn),如RPRR表示機械手具有四個(gè)自由度,從基座開(kāi)始到臂端,運動(dòng)的方式依次為旋轉-直線(xiàn)-旋轉-旋轉。此外,沖壓機械手的運動(dòng)自由度還有運動(dòng)范圍的限制。
l有效負載(Payload)
是指沖壓機械手在工作時(shí)臂端可能搬運的物體重量或所能承受的力或力矩,用以表示機械手的負荷能力。
機械手在不同位置時(shí),允許的最大可搬運重量是不同的,因此沖壓機械手的額定可搬運重量是指其臂桿在工作空間中任意位置時(shí)端部都能搬運的最大重量。
l運動(dòng)精度(Accuracy)
沖壓機械手的精度主要涉及位置精度、重復定位精度、軌跡精度、重復軌跡精度等。
位置精度是指指令位置和從同一方向接近該指令位置時(shí)的實(shí)到位置中心之間的偏差。重復定位精度是指對同指令位置從同一方向重復響應n次后實(shí)到位置的不一致程度。
軌跡精度是指機械手從同一方向n次跟隨指令軌跡的接近程度。軌跡重復精度是指對一給定軌跡在同方向跟隨n次后實(shí)到軌跡之間的不一致程度。
l運動(dòng)特性(Sped)
速度和加速度是表明機械手運動(dòng)特性的主要指標。在機械手說(shuō)明書(shū)中,通常提供了主要運動(dòng)自由度的最大穩定速度,但在實(shí)際應用中單純考慮最大穩定速度是不夠的,還應注意其最大允許加速度。
l動(dòng)態(tài)特性(dynamiccharacteristics)
結構動(dòng)態(tài)參數主要包括質(zhì)量、慣性矩、剛度、阻尼系數、固有頻率和振動(dòng)模態(tài)。
設計時(shí)應該盡量減小質(zhì)量和慣量。對于沖壓機械手的剛度,若剛度差,機械手的位置精度和系統固有頻率將下降,從而導致系統動(dòng)態(tài)不穩定;但對于某些作業(yè),適當地增加柔順性是有利的,最理想的情況是希望機械手臂桿的剛度可調。增加系統的阻尼對于縮短振蕩的衰減時(shí)間、提高系統的動(dòng)態(tài)穩定性是有利的。提高系統的固有頻率,避開(kāi)工作頻率范圍,也有利于提高系統的穩定性。