自动换刀机器人设计垂直升降系统设计(3)
（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