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桁架机械手是柔性生产线物流运输系统的重要组成部分。它将加工好的零件从一台机床高海拔地运到另一台机床上，实现机床的自动装卸。如图所示，桁架式机械手多采用龙门式结构，由Y向横梁及导轨、Z向闸板、十字滑块、立柱、过渡连接板、底座等组成。Y轴、z轴基本采用滚子导轨和齿轮齿条传动系统，安装在高强度铝型材或钢架梁上。
桁架机械手的工作状态和使用寿命与其结构动力特性密切相关，因此有必要对其动态特性进行详细分析。动力特性理论分析和试验研究的主要方法是模态分析，包括以下三个部分。
1
静刚度分析
静刚度是衡量桁架机械手性能的重要指标。根据桁架结构，当闸板沿垂直方向向底部移动时，其伸长量最大，变形量也最大。因此，整机静刚度分析选取此时机械手的位置，计算出油缸最下端沿各轴向的静态位移：
X轴向：0.210mm
Y轴向：0.190mm
Z轴向：0.010mm
结果表明，整个机构在X方向的变形最大，刚度较弱，这是由于柱塞加载时横梁的变形所致。滑枕也是机械手静刚度的薄弱环节，可以通过加强加强筋或增加梁壁厚等措施来提高机械手的静刚度。
2
模态分析
模态分析用于确定结构的固有频率和振型。它的作用不仅是避免各种机械部件和结构的共振，如梁的水平弯曲振动和梁的扭转变形：
横梁较低的弯曲刚度对系统的动态特性有很大影响。由于十字滑块座和滑枕随横梁一起振动和扭曲，安装在滑枕下端的机械手的定位精度会受到影响，导致机械手在装卸时偏差较大，从而影响工件在机床上的精确定位。另外，横梁的弯扭变形直接影响固定在横梁上的导轨的直线度和平行度，也影响机械手的定位精度。
3
频响应分析
模态分析可以得到桁架机械臂的模态形态，但它只代表了机械臂各部分的相对振动。如果考虑外力激励，可以确定各振型对整机的振动影响，因此，对桁架式机械手的频率响应分析可以清楚地看到机械手在动载荷作用下的抗振性能：沿梁导轨运动部件的频繁启停和油缸上下往复运动容易引起共振。因此，在整个机械手控制系统的设计中应尽量避免共振的发生，以防止机械手滑枕振动过大导致卸载时装配定位不准确。
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