江允贵举例说,例如拿半导体封装厂的产线来看,进行芯片封装作业时,机械手臂的运作是非常复杂的,最多可以需求到60多轴的运作。也就是在同一条产在线,若要打好一个封装,必须同时进行60几种动作,其中将会牵涉到非常复杂的机械动作。在加工的同时,当一个轴转到某角度时,其他轴都必须配合到达特定位置上。这种相对的动作,正是机械手臂设计上,最为复杂的部分。
当然,就工业自动化来说,越多轴的应用,就能把产线加工的层级,再次往上提升。
以上这几项要求,有时往往相互矛盾,刚性好、载重大,结构往往粗大、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。对于粉尘作业的机械手还要添装防尘设施。
通用性强,能适应多种作业;工艺性好,便于维修调整
机械手通常用作机床或其他机器的附加装置,如在自动机床或自动生产线上装卸和传递工件,在加工中心中更换刀具等,一般没有独立的控制装置。有些操作装置需要由人直接操纵,如用于原子能部门操持危险物品的主从式操作手也常称为机械手。机械手在锻造工业中的应用能进一步发展锻造设备的生产能力,改善热、累等劳动条件。
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