论同步带机械手结构特点及在医疗行业中的应用摘要：机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动生产设备，它最大的特点是可以很容易地实现一定空间范围内任意坐标点的准确定位及作业的能力，从而很方便地代替人类高强度的劳动，提高了操作的准确性和作业的效率。文章对同步带机械手结构特点及在医疗行业中的应用进行了探讨。关键词：同步带；机械手；结构特点；医疗行业；自动化；准确性：A：TP241：1009-2374（2017）03-0043-03DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.03.0191概述如图1所示为很常用的三轴机械手使用的案例，此案例机械部分是由X轴、Y轴、Z轴及一电动夹爪组成，其中X轴、Y轴主要是由直线导轨、同步带传动组件、闭环步进电机及固定座等组成；Z轴则采用了小型的自润滑丝杆滑台构成；电动夹爪采用了SMC的产品。整体结构很简单，制作成本较低，同时同步带不像丝杆受其本身直径及螺距的影响，它直接通过电机传动同步轮带动同步带动作，其速度只取决于电机的转速及同步轮的直径大小；在医疗设备行业，其面对加工的产品很多都是较轻的，产品的量较大，对生产的节拍要求高，而同步带机械手特点就是高速、适合长行程及负载较轻的情况下使用，因此随着医疗设备自动化智能化的不断发展，同步带机械手的应用也随之越来越广泛了。2图1所示机械手各机构说明2.1Y轴Y轴如图1所示，主要是由直线滑轨、同步带、传动用同步轮及轴承、转动轴及安装座以及传动步进电机等组成。2.1.1由于此Y轴是固定不动的部分，其他轴要依附此轴进行相对的移动，所以此轴考虑负载情况下采用了双滑轨设计，来保证整个机械手的强度及稳定性，此轨道采用台湾上银HIWINQ1系列静音直线滑轨，此滑轨具有以下特点：（1）此滑轨采用了低噪音设计：利用同步联结器可使滚珠均匀等间隔的排列，滚珠与滚珠间的相互撞击金属声消失，尖锐的高频声音强度从而得到了有效的降低；（2）自润滑的设计：无需加油，其同步联接器在中间的间隔部设计有储油的空间，可供给钢珠在运行时润滑之需要，且在经过方向回转部时，能够将润滑油均匀地补充，储油的频率可有效地减少，在出厂时添加高性能的润滑油脂，在正常的使用上无需进行加油维护；（3）运动平顺度好：此滑轨由于具有同步联结器，将同一循环内的所有钢珠串联在了一起，所以当滑块开始运动时，所有钢珠几乎同时启动，且在钢珠间并无来回的碰撞，在保持一定的运动惯性下，摩擦阻力的变动幅度能有效地减少；（4）高速性好：通过同步联接器的间隔部设计使得滚珠与滚珠间的相互摩擦消失，且HIWIN的专利设计使得滚珠与同步联接器之间为环形线接触，可减少两者间接触面积，进而有效降低摩擦阻力，使得此静音式线性滑轨具有卓越的高速性能。以上滑轨的选用克服了润滑维护造成污染环境的问题，降低了噪音，能进行快带作业的能力。2.1.2同步带采用MISUMI的标准S3M橡胶高扭矩同步带，保证皮带的强度，使皮带的寿命尽可能长，减少机械手的维护，从而降低机械手的维护成本，同时使用同步带可以避免傳动时产生噪音，消除传动的间隙，保证运动的精度。2.1.3铝合金同步轮、深沟球轴承等标准件则按机械手册标准型号购买国内的优质产品，在保证质量的前提下降低成本；其他的转轴及固定座等加工件按工艺需求选用适用的材料进行加工制作，在保证质量的前提下，尽可能选用密度较轻的材料如铝合金等常用材料制作，减轻机械手的重量，降低机械手电机的负荷提高机械手运行的平稳度及精度等。2.1.4传动电机采用含编码器、驱动器一体的步进电机，尽可能使机械手小型化，步进电机采用日本SanRex（三社）电机。2.2X轴X轴整个为固定在Y轴的双滑轨滑块上，通过Y轴的移动从而实现X轴的Y向移动，其组成包含有直线滑轨、同步带、传动用同步轮及轴承、转动轴及安装座以及传动步进电机等。2.2.1X轴上的负载由于较轻，所以只采用了一根滑轨，其所选用的型号同Y轴使用的一样。2.2.2同步带、传动用同步轮及轴承这些也同Y轴一样，尽可能通用，从而更能实现产品加工件的批量化，大大降低加工件的成本，提升产品的竞争力。2.2.3转动轴及安装座，其中安装座直接采用不锈钢制作，利用激光切割工艺，在一个面上直接进行各...