2.机器人结构形式选择

  根据前面“使用要求分析”中获得的信息资料来选择机器人的结构形式。原则上尽可能选择龙门式直角坐标机器人，但有时受工作空间限制必须选择悬臂式。在食品搬运和玻璃切割等项目中会产生大量粉末,伤害运动轴里面的导轨，此时最好采用悬挂式机器人。有时根据负载及运动间隔和空间限制必须选用挂臂式。根据机器人的工作任务来确定负载的运动位置精度要求，要考虑减速时晃动产生的位置误差。根据机器人的工作任务及其工作空间上的限制来确定运动轴数目及各自运动行程。

3.规划运动轨迹及计算运动速度

  根据机器人的工作任务和空间限制来规划运动轨迹。尽可能减少运动间隔，对工作周期要求严的应用要尽可能运用多轴同时运动来减少运动时间和降低运动速度。抓取负载后运动速度要低，空载返回原始点时要快。负载大时加速度和减速度要小，尽可能避免产生巨大的冲击力。根据上面的原则给出各段运动的速度，加速度和减速度。各个运动段间尽可能平稳变速以保证工作周期,减少冲击力和运行噪音。在运动速度分配时要充分考虑各个运动过程与其它设备间的同步协调时间，而且规划的运动时间要比用户要求的时间短些。

4.受力分析

  根据速度分析得出各个轴的最大加速度和减速度。然后再计算出多轴同时运动时产生的合成最大减速度。选择独立运动的减速度和同时运动时合成减速度二者中大的减速度，根据这个最大的减速度计算出XYZ三个方向的最大冲击力Fx,Fy和Fz及产生的最大扭曲力矩Mx,My和Mz。在计算不同轴扭曲力矩Mx,My和Mz时要考虑等效负载的重心位置，总重力和减速时产生的冲击力。

5.变形分析

  绕度形变仅在大跨度悬空方式下，而且受力很大的情况下才发生。其绕度形变量的计算方法见下面的公式。

  f=（F×L3）/（E×I×192）

  f：挠度形变（mm）f≤1mm

  F：负载压力（N）

  L：导轨长度（mm）

  E：弹性模量（70,000N/mm2）

  I：面积平方（mm4）

  在很多任务中可以答应在运动中有一定量的变形，但在玻璃切割机等数控设备类的应用中是不答应产生变形的。

6.选择驱动电机

  根据直线定位单元驱动轴的最高转速来选择驱动电机。当驱动轴的最高转速低于600转/分时通常选用步进电机，否则要选用交流伺服电机。但交流伺服电机的最高转速不要超过3000转/分，否则影响其寿命。

  当选用步进电机做驱动轴时，其负载的转动惯量与步进电机的转动惯量比要小于12，当选用伺服电机做驱动轴时，其负载的转动惯量与伺服电机的转动惯量比要小于8，否则影响其高动态特性。但转动惯量比大于上面的数值时，要加减速机。在不超过驱动电机最高转速限制情况下，要尽量选择大减速比的减速机。为了保证高的动态特性，保证在约定的时间内完成任务，驱动电机的最大出力要比理论计算值至少高出85%。通常所选择的驱动电机的最大出力要比理论计算值至少高出100%，而转动惯量比要小于5。

7.确定机器人的结构及各个运动轴

  根据上面6个方面的信息和数据就可以终极选定机器人的结构形式及每个运动轴的具体型号和长度等，通常我们能从图片库中找出同样结构的照片，这里的照片是指CAD图或以往用户机器人的照片。还要设计好各个轴间的连接板，不仅要考虑机械方面的装配配合精度，材料的物理强度，连接螺丝杆的拉力等，更要考虑在主要受冲击方向加大加强连接板，必要时增加连接板。主要螺丝杆和螺丝帽要加胶，以防长期振动后变松动。

  机器人在加速和减速时会产生强大的冲击力，而且通常天天要工作24小时，所以机器人必须被牢固地安装在支架上。机器人的支架要有足够的抗冲击力，要有地脚，以保证在长期高速高动态运动冲击下，没有任何晃动。此外在安装时要保证运动轴间的平行度、平面度和垂直度。

 7.确定机器人的结构及各个运动轴

  根据上面6个方面的信息和数据就可以终极选定机器人的结构形式及每个运动轴的具体型号和长度等，通常我们能从图片库中找出同样结构的照片，这里的照片是指CAD图或以往用户机器人的照片。还要设计好各个轴间的连接板，不仅要考虑机械方面的装配配合精度，材料的物理强度，连接螺丝杆的拉力等，更要考虑在主要受冲击方向加大加强连接板，必要时增加连接板。主要螺丝杆和螺丝帽要加胶，以防长期振动后变松动。

  机器人在加速和减速时会产生强大的冲击力，而且通常天天要工作24小时，所以机器人必须被牢固地安装在支架上。机器人的支架要有足够的抗冲击力，要有地脚，以保证在长期高速高动态运动冲击下，没有任何晃动。此外在安装时要保证运动轴间的平行度、平面度和垂直度。

8.选择末端操纵器——手爪系统

  根据其具体应用情况，其手爪系统可能是气动吸盘，气动夹取手爪，电动夹取手爪，电磁吸取手爪，焊枪，胶枪，专用工具和检测仪器等。在很多场合可以一次抓取多个工件。

  9.选择控制系统

  机器人要在一定时间内完成特定的任务，比如每10秒内完成一次搬运工作。在完成抓取，加减速运动，高速运动，开释工件等同时，还要与相关的设备通过通讯或I/O口实现一些时序上的协调同步。在涂胶应用上，各个运动轴要完成直线和圆弧插补运动。因此其数控系统要按具体应用要求来选定其控制轴数，I/O口数目和软件功能。通常选用数控系统，PLC，工控机加运动控制卡和带轴卡功能及I/O口的驱动电机。

  10.技术协议

  每台机器人都有运行速度，重服定位精度和各种特定功能等技术要求，在签合同时务必要签订技术协议，验收内容和验收方式等。