評判沖床機(jī)械手特性的基本參數(shù)和性能指標(biāo)主要有工作空間、自由度、有效負(fù)載、運動精度、運動特性、動態(tài)特性等。

 

       一、工作空間（Workspace），是指機(jī)械手臂桿的特定部位在一定條件下所能到達(dá)空間的位置集合。工作空間的性狀和大小反映了沖床機(jī)械手工作能力的大小。理解機(jī)械手的工作空間時，要注意以下幾點：

 

       1.通常沖床機(jī)械手說明書中表示的工作空間指的是手腕上機(jī)械接口坐標(biāo)系的原點在空間能達(dá)到的范圍，也即手腕端部法蘭的中心點在空間所能到達(dá)的范圍，而不是末端執(zhí)行器端點所能達(dá)到的范圍。因此，在設(shè)計和選用時，要注意安裝末端執(zhí)行器后，機(jī)械手實際所能達(dá)到的工作空間。
 

 

       2.沖床機(jī)械手說明書上提供的工作空間往往要小于運動學(xué)意義上的最大空間。這是因為在可達(dá)空間中，手臂位置不同時有效負(fù)載、允許達(dá)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(dá)空間邊界上可能存在自由度退化的問題，此時的位置稱為奇異位形，而且在奇異位形周圍相當(dāng)大的范圍內(nèi)都會出現(xiàn)自由度退化現(xiàn)象，這部分工作空間在機(jī)械手工作時都不能被利用。

 

      3.除了在工作空間邊緣，實際應(yīng)用中的沖床機(jī)械手還可能由于受到機(jī)械結(jié)構(gòu)的限制，在工作空間的內(nèi)部也存在著臂端不能達(dá)到的區(qū)域，這就是常說的空洞或空腔?？涨皇侵冈诠ぷ骺臻g內(nèi)臂端不能達(dá)到的完全封閉空間。而空洞是指在沿轉(zhuǎn)軸周圍全長上臂端都不能達(dá)到的空間。

 

     二、運動自由度，是指沖床機(jī)械手在空間運動所需的變量數(shù)，用以表示機(jī)械手動作靈活程度的參數(shù)，一般是以沿軸線移動和繞軸線轉(zhuǎn)動的獨立運動的數(shù)目來表示。

 

     自由物體在空間有六個自由度（三個轉(zhuǎn)動自由度和三個移動自由度）。機(jī)械手的自由度數(shù)目越多，功能就越強(qiáng)。沖床機(jī)械手通常具有4—6個自由度。當(dāng)機(jī)械手的自由度增加到對末端執(zhí)行器的定向和定位不再起作用時，便出現(xiàn)了冗余自由度。冗余度的出現(xiàn)增加了機(jī)械手工作的靈活型，但也使控制變得更加復(fù)雜。

 

    沖床機(jī)械手在運動方式上，可以分為直線運動（簡記為P）和旋轉(zhuǎn)運動（簡記為R）兩種，應(yīng)用簡記符號P和R可以表示機(jī)械手運動自由度的特點，如RPRR表示機(jī)械手具有四個自由度，從基座開始到臂端，運動的方式依次為旋轉(zhuǎn)-直線-旋轉(zhuǎn)-旋轉(zhuǎn)。此外，沖床機(jī)械手的運動自由度還有運動范圍的限制。

 

     三、有效負(fù)載(Payload)，是指沖床機(jī)械手在工作時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(jī)械手的負(fù)荷能力。

 

     機(jī)械手在不同位置時，允許的最大可搬運重量是不同的，因此沖床機(jī)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端部都能搬運的最大重量。

 

    四、運動精度(Accuracy)，沖床機(jī)械手的精度主要涉及位置精度、重復(fù)定位精度、軌跡精度、重復(fù)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的實到位置中心之間的偏差。重復(fù)定位精度是指對同指令位置從同一方向重復(fù)響應(yīng)n次后實到位置的不一致程度。軌跡精度是指機(jī)械手從同一方向n次跟隨指令軌跡的接近程度。軌跡重復(fù)精度是指對一給定軌跡在同方向跟隨n次后實到軌跡之間的不一致程度。

 

    五、運動特性（Sped），速度和加速度是表明機(jī)械手運動特性的主要指標(biāo)。在機(jī)械手說明書中，通常提供了主要運動自由度的最大穩(wěn)定速度，但在實際應(yīng)用中單純考慮最大穩(wěn)定速度是不夠的，還應(yīng)注意其最大允許加速度。

 

    六、動態(tài)特性，結(jié)構(gòu)動態(tài)參數(shù)主要包括質(zhì)量、慣性矩、剛度、阻尼系數(shù)、固有頻率和振動模態(tài)。

 

    設(shè)計時應(yīng)該盡量減小質(zhì)量和慣量。對于沖床機(jī)械手的剛度，若剛度差，機(jī)械手的位置精度和系統(tǒng)固有頻率將下降，從而導(dǎo)致系統(tǒng)動態(tài)不穩(wěn)定；但對于某些作業(yè)，適當(dāng)?shù)卦黾尤犴樞允怯欣?，最理想的情況是希望機(jī)械手臂桿的剛度可調(diào)。增加系統(tǒng)的阻尼對于縮短振蕩的衰減時間、提高系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定性是有利的。提高系統(tǒng)的固有頻率，避開工作頻率范圍，也有利于提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。