基于视觉检测的直角坐标机器人设计+CAD图纸(8)
3.4.2 导轨的作用
导轨的作用是使运动部件能沿一定的轨迹运动（导向），并承受运动部件及工件的重量和切削力（承载）。在导轨副中，运动的一方叫运动导轨；不运动的一方叫支撑导轨。运动导轨相对于支撑导轨的运动，通常是直线运动或回转运动。
3.4.3 导轨的设计要求
（1）导向精度高
影响导轨精度的主要原因除制造精度外，还有导轨的结构形式，装配量。导轨及其支撑部件的刚度和热变形，对静压导轨还有油膜的刚度等。
（2）耐磨性能好
主要是指使用过程中能否保持一定的导向精度，应该力求减少磨损量，并在磨损后能自动补偿或便于调整。因此可选用合适的耐磨涂料，润滑方法和保护装置，使导轨具有良好的工作条件，以减少摩擦和磨损。
（3）足够的刚度
导轨受力变形会影响部件之间的导向精度和相对位置，因此要求导轨有足够的刚度。
（4）运动轻便和低速平稳性
要使导轨的阻力小，运动轻便，低速运行时无爬行现象。
（5）结构工艺性好
要加工和装配方便，使用时便于调整和文修，成本低。
3.4.4 本设计的导轨特性
（1）三角形导轨
该导轨属于尖顶朝下的V型导轨。该导轨在垂直载荷的作用下，磨损后能自动补偿，不会产生间隙，故导向精度较高。但压板面仍需要有间隙调整装置，本设计为了增加承载面积，减小压强，在导轨高度不变的条件下，采用了较大的顶角（110到120）.因为在两个方向上分力差不多，所以使用对称型三角形。
但缺点时垂直误差相互影响，给制造，检验和修理带来困难。
图3.4 三角形导轨
（2）矩形导轨
矩形导轨的特点是结构简单，制造，检验和修理方便，导轨面较宽，承载能力大，刚度高，但磨损后不能自动补偿，须有调整间隙的装置，但一个方向上的调整不会影响到另一个方向上的位移，因此安装调整比较方便，在相同情况下，摩擦阻力与接触变性都比较小。
图3.5 矩形导轨
综上所述，本设计选用矩形导轨，其有关技术参数见图3.5所示。
图3.6 3060铝型材及其技术参数
3.4.5 本设计的导轨刚度校核
由于Y轴导轨跨度比较大，且为柔性体易变形，因而Y轴导轨就成为直角坐标机器人中影响加工精度的核心部件之一。
Y轴导轨的实体结构是由矩形空心梁构成，横梁起支撑作用，因此要求材料的刚度与韧性好；导轨属摩擦副，导向面的材料要耐磨及变形小。
（1）Y轴导轨结构形式及简化对Y轴导轨进行简化处理：
1)Y轴导轨结构相对于YZ平面对称，且认为其所受载荷也相对于YZ平面对称，可以认为外力主要作用在YZ平面，变形也主要产生于YZ平面。
2)在对Y轴导轨施加载荷约束时可以认为平面假设(中性轴垂直于力的作用平面)与单向受力假设依然成立
（2）约束和载荷
Y轴导轨两端通过简化可认为是固定端约束，根据实际载荷分布情况，可将其分类如下。
1）集中载荷
由导轨上Z轴部分的自重以及抓取工件的自重所引起，随Z轴部件在导轨上的位置不同，力的作用点位置不同，故可将Z轴部件以及工件的自重作集中载荷处理，分别取几个截面位置作分析。
作用在Y轴导轨的集中载荷为：
F=mg …………………………………………(3-4)
式中：m—Z轴部件和抓取工件总质量。
2)分布载荷