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机械手手臂的设计要求：
1、手臂应承载能力大、刚性好、自重轻
手臂的刚性直接影响到手臂抓取工件时动作的平稳性、运动的速度和定位精度。如刚性差则会引起手臂在垂直平面内的弯曲变形和水平面内侧向扭转变形，机械手手臂就要产生振动，或动作时工件卡死无法工作。为此，手臂一般都采用刚性较好的导向杆来加大手臂的刚度，各支承、连接件的刚性也要有一定的要求，以保证能承受所需要的驱动力。
2、手臂的运动速度要适当，惯性要小
机械手的运动速度一般是根据产品的生产节拍要求来决定的，但不宜盲目追求高速度。
机械手手臂由静止状态达到正常的运动速度为启动，由常速减到停止不动为制动，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，才能做手臂运动轻快、灵活。在运动臂上加装滚动轴承或采用滚珠导轨也能使手臂运动轻快、平稳。此外，对了悬臂式的机械手，还要考虑零件在手臂上布置，就是要计算手臂移动零件时的重量对回转、升降、支撑中心的偏重力矩。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，还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接近，以减少偏力矩。对于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时的尺寸误差，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，手端的定位由各部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。
上下料机械手采用传统的位置、速度、加速度等传感器外，数控机床机械手还加强引进了视觉、听觉、接触觉传感器，使数控机床机械手向更智能化、自动化的方向发展。将内藏式数控机床机械手、上下料机械手、龙门桁架式数控机床机械手等产品设计得更加标准化。总的来说，数控机床机械手的设计发展方向应该与生产加工相联系，性价比高，在满足作业要求的基础上，让数控机床机械手更加智能化。追求系统的经济、简洁、可靠，大量采用工业控制器、传感器、先进的控制算法及复杂的几点控制系统发展。
在上下料机械手加工中，冲压生产主要针对板材，通过模具冲压，实现落料、冲孔、成型、拉深、挤压、整形、铆接等工艺要求，具有高效成型、节能节材的优点，广泛应用于国民生产的各个领域。而应用冲压机械手设备可以在没有人干预的状态下，独立自主完成一个操作。根据已经设定的指令或者程序，自动完成工作流程的任务。在国内很多工厂的生产线上多工位冲床移载工件仍由人工完成，伴随着冲压生产同时具有高噪音污染、高危险度、高强度、机械、单调、重复等生产特性。
注塑机机械手的组成一般由执行系统、驱动系统、控制系统等组成。执行和驱动系统主要是为了完成手臂的正常功能而设计，通过气动或液压动力来驱动机械部件的运转，达到取物的功能。
由于注塑机机械手能够大幅度的提高生产率和降低生产成本，能够稳定和提高注塑产品的质量，避免因人为的操作失误而造成的损失。因此，注塑机机械手在注塑生产中的作用变得越来越重要。目前国内的注塑机机械手类型比较简单，且大都用于取件。
随着注塑成型工业的发展，以后将有越来越多的机械手用于上料、混合、自动装卸模具、回收废料等各个工序上，而且将朝着智能化方向发展。塑胶在我们工业、民生等材料上占据非常重要的地位，很多材料也陆续的被塑料所代替。
塑胶的成型包括：注塑成型、吸塑成型、吹塑成型、押出成型、压铸成型等，注塑成型之应用最为广泛。在汽车、通讯、电子、电气、家电、医疗、化妆品、日用品、办公用品等行业极为普及。
在传统的注塑成型工艺，由最早人工合模成型，到注塑机油压合模成型，在演变成今天电脑控制成型工艺，进步不仅反应在产品工艺质量、外观，还有成型效率等。
注塑成型竞争日趋白热化，成型质量与效率关系企业生存；成型质量与注塑机机械手本身性能、模具工艺及周边环境有关，成型效率与模具精度、成型工艺、生产数量有关。随着注塑机操作人员日趋供应紧张，人工生产成本的增加，注塑机的取出机械手也应用越来越广泛。
塑胶成型自动化的应用极为普遍，注塑机机械手在应用过程中主要表现以下用途：
1、注塑机机械手取出模内产品，取代人将原来半自动生产转向全自动化生产。
2、注塑机机械手模外取产品，模内埋入产品（贴标签、埋入金属、二次成型等）。
3、注塑机机械手取出后之自动包装，自动入库。
4、成型原料自动供料系统，废料回收系统。
5、整厂生产控制系统等等。
因成型产品各异，自动化应用也非常繁杂因能够取代人力效率低下，保证成型产品工艺所以应用越来越广泛。注塑机之取出机械手便是成型自动化中应用最为广泛的。
