1 使用要求分析
　　對于選型的人員首先要有物理運動學(xué)基礎(chǔ)，材料力學(xué)基礎(chǔ)，伺服驅(qū)動器使用和數(shù)控系統(tǒng)的應(yīng)用經(jīng)驗，但最主要是把用戶的問題和要求等了解清楚。對于簡單任務(wù)和有經(jīng)驗的工程師通過電話和郵件就可以溝通好，而對復(fù)雜的任務(wù)要到現(xiàn)場雙方共同分析和制定任務(wù)描述，給出具體合理的要求。下面是所需要的主要信息：
　　機(jī)械手的工作過程，手抓和負(fù)載的總重量，一個完整的工作周期是多少，可能分解成的子運動及對應(yīng)的時間，運動和取抓過程中與其它設(shè)備的同步/握手要求，各個運動軸的有效運動長度及允許的最大運行速度及加減速度，機(jī)械手工作周圍空間上的限制，使用環(huán)境有粉末，高溫，水和濕度等特殊防護(hù)要求，伺服機(jī)械手,三軸機(jī)械手,五軸機(jī)械手,機(jī)械手

　　2 機(jī)械手結(jié)構(gòu)形式選擇
　　根據(jù)前面“使用要求分析”中獲得的信息資料來選擇機(jī)械手的結(jié)構(gòu)形式。原則上盡可能選擇龍門式直角坐標(biāo)機(jī)械手，但有時受工作空間限制必須選擇懸臂式等。在食品搬運和玻璃切割等項目中會產(chǎn)生大量粉末，傷害運動軸里面的導(dǎo)軌，此時最好采用吊掛式機(jī)械手。有時根據(jù)負(fù)載及運動距離和空間限制必須選用掛臂式。根據(jù)機(jī)械手的工作任務(wù)來確定負(fù)載的運動位置精度要求，要考慮減速時晃動產(chǎn)生的位置誤差。根據(jù)機(jī)械手的工作任務(wù)及其工作空間上的限制來確定運動軸數(shù)量及各自運動行程。
　　3 規(guī)劃運動軌跡及運動速度
　　根據(jù)機(jī)械手的工作任務(wù)和空間限制來規(guī)劃運動軌跡。盡可能減少運動距離，對工作周期要求嚴(yán)的應(yīng)用要盡可能運用多軸同時運動來減少運動時間和降低運動速度。抓取負(fù)載后運動速度要低，空載返回原始點時要快。負(fù)載大時加速度和減速度要小，盡可能避免產(chǎn)生巨大的沖擊力。根據(jù)上面的原則給出各段運動的速度，加速度和減速度。各個運動段間盡可能平穩(wěn)變速以保證工作周期，減少沖擊力和運行噪音。在運動速度分配時要充分考慮各個運動過程與其它設(shè)備間的同步協(xié)調(diào)時間，而且規(guī)劃的運動時間要比用戶要求的時間短些。
　　4 受力分析
　　根據(jù)速度分析得出各個軸的最大加速度和減速度。然后再計算出多軸同時運動時產(chǎn)生的合成最大減速度。選擇獨立運動的減速度和同時運動時合成減速度二者中大的減速度，根據(jù)這個最大的減速度計算出XYZ三個方向的最大沖擊力Fx, Fy和Fz及產(chǎn)生的最大扭曲力矩Mx, My和Mz。在計算不同軸扭曲力矩Mx, My和Mz時要考慮等效負(fù)載的重心位置，總重力和減速時產(chǎn)生的沖擊力。
　　根據(jù)Fx, Fy和Fz及產(chǎn)生的最大扭曲力矩Mx, My和Mz來選擇出各個運動軸的結(jié)構(gòu)形式和型號。還要考慮各個運動軸間的連接方式，保證其強(qiáng)度，有足夠的抗沖擊力能力，使其能長期穩(wěn)定高速高效工作。
　　5 變形分析
　　繞度形變僅在大跨度懸空方式下，而且受力很大的情況下才發(fā)生。其繞度形變量的計算方法見下面的公式。 但Z軸和X軸的安裝方式保證了本公司機(jī)器人沒有繞度形變發(fā)生或繞度形變極其微小可以忽略不計。
　　f = （F×L3）/（E×I×192）
　　f：撓度形變 （mm） f≤ 1 mm
　　F：負(fù)載壓力 （N）
　　L：導(dǎo)軌長度 （mm）
　　E：彈性模量（70,000N/mm2）
　　I：面積平方（mm4） 在很多任務(wù)中可以允許在運動中有一定量的變形，但在玻璃切割機(jī)等數(shù)控設(shè)備類的應(yīng)用中是不允許產(chǎn)生變形的。為此我們要根據(jù)前面求出的最大力來查看各種型號運動軸的變形量曲線。必要時可以選擇加強(qiáng)型，付加加強(qiáng)板等，詳情請與沈陽百格機(jī)器人公司周文寶聯(lián)系。
　　6 選擇驅(qū)動電機(jī)
　　根據(jù)直線定位單元驅(qū)動軸的最高轉(zhuǎn)速來選擇驅(qū)動電機(jī)。當(dāng)驅(qū)動軸的最高轉(zhuǎn)速低于600轉(zhuǎn)/分時通常選用步進(jìn)電機(jī)，否則要選用交流伺服電機(jī)。但交流伺服電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速不要超過3000轉(zhuǎn)/分，否則影響其壽命。當(dāng)選用步進(jìn)電機(jī)做驅(qū)動軸時，其負(fù)載的轉(zhuǎn)動慣量與步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動慣量比要小于12，當(dāng)選用伺服電機(jī)做驅(qū)動軸時，其負(fù)載的轉(zhuǎn)動慣量與伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動慣量比要小于8，否則影響其高動態(tài)特性。但轉(zhuǎn)動慣量比大于上面的數(shù)值時，要加德國扭卡特公司的精密行星減速機(jī)。在不超過驅(qū)動電機(jī)最高轉(zhuǎn)速限制情況下，要盡量選擇大減速比的減速機(jī)。為了保證高的動態(tài)特性，保證在約定的時間內(nèi)完成任務(wù)，驅(qū)動電機(jī)的最大出力要比理論計算值至少高出85%。我們通常所選擇的驅(qū)動電機(jī)的最大出力要比理論計算值至少高出100%，而轉(zhuǎn)動慣量比要小于5。還要考慮所選擇的伺服電機(jī)能與德國扭卡特公司的精密行星減速機(jī)匹配，減速機(jī)要能安裝到驅(qū)動軸上，及電機(jī)的控制方式與數(shù)控系統(tǒng)相配合。有關(guān)驅(qū)動電機(jī)和減速機(jī)的詳細(xì)技術(shù)數(shù)據(jù)和使用注意事項請與沈陽百格機(jī)器人公司聯(lián)系。
　　7 確定機(jī)械手的結(jié)構(gòu)及各個運動軸
　　根據(jù)上面6個方面的信息和數(shù)據(jù)就可以最終選定機(jī)械手的結(jié)構(gòu)形式及每個運動軸的具體型號和長度等，通常我們能從圖片庫中找出同樣結(jié)構(gòu)的照片，這里的照片是指CAD圖或以往用戶機(jī)器人的照片。還要設(shè)計好各個軸間的連接板，不僅要考慮機(jī)械方面的裝配配合精度，材料的物理強(qiáng)度，連接螺絲桿的拉力等，更要考慮在主要受沖擊方向加大加強(qiáng)連接板，必要時增加連接板。主要螺絲桿和螺絲帽要加膠，以防長期振動后變松動。
　　機(jī)械手在加速和減速時會產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊力，而且通常每天要工作24小時，所以機(jī)械手必須被牢固地安裝在支架上。機(jī)械手的支架要有足夠的抗沖擊力，要有地腳，以保證在長期高速高動態(tài)運動沖擊下，沒有任何晃動。此外在安裝時要保證運動軸間的平行度、平面度和垂直度。
　　8 連接板設(shè)計
　　連接板的方式非常重要，要由有多年實際經(jīng)驗的師父來設(shè)計。連接板的方式及質(zhì)量直接關(guān)系到所設(shè)計生產(chǎn)的機(jī)械手能否長期高速高效穩(wěn)定工作。為此要計算出每個運動軸的Fx, Fy和Fz及產(chǎn)生的最大扭曲力矩Mx, My和Mz。這里在計算Fx, Fy和Fz時，不時每個軸自己運動時產(chǎn)生的力，而是在整個機(jī)械手高速運動時，使該軸產(chǎn)生的最大合成運動速度和加減速度值對應(yīng)的Fx, Fy和Fz。而Mx, My和Mz的計算也要考慮等效重心位置與滑塊中心位置。在求出Fx, Fy和Fz及產(chǎn)生的最大扭曲力矩Mx, My和Mz后，所設(shè)計的連接方式至少要有3倍的余量。