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工业制造如何选择合适的关节机器人类型

发布时间:2020-06-04        浏览次数:9        返回列表
前言:机器人具有各种性能和价格,在所有类型的工业生产运营中都变得无处不在。了解每种机器人类型的功能是为您的业务做出最佳选择的关
 机器人具有各种性能和价格,在所有类型的工业生产运营中都变得无处不在。了解每种机器人类型的功能是为您的业务做出选择的关键。

机器人可用于医疗保健,食品和饮料,炼钢和仓储等各个领域,在需要重复,环境或人机工程学挑战的任务中,可以更快,更可靠和/或更经济地完成。如今,机器人甚至正在组装新的机器人。

机器人带有一到七个轴,每个轴提供一定的自由度。两轴笛卡尔龙门通常绘制在XY或YZ轴上。三轴机器人具有三个自由度,并通过XYZ轴执行其功能。尽管这些小型机器人可以安装可旋转或旋转或适应小型有效载荷形状的工具,但它们的形式却很坚固,不能倾斜或旋转。四轴和五轴机器人具有更大的旋转和倾斜灵活性。六轴关节式机器人具有六个自由度,即可以任意方向移动对象或以任何方向旋转对象的灵活性。通常,当应用程序需要对大型或重物进行复杂操作时,通常会选择这些六轴机器人。七轴机器人能够在狭窄的空间中进行定向操作。它们可以比其他多关节机器人更靠近工件进行操作,以节省空间。

铰接式机器人Festo铰接式机器人的示例。Festo铰接式机器人的示例。
六轴和七轴关节机器人的普及反映了六自由度所允许的巨大灵活性。它们易于编程,带有自己的控制器,并且可以通过用户友好的示教器对运动序列和I / O激活进行编程。对于某些型号,它们可以达到三米以上的可及范围。这种尺寸范围使铰接式机器人适用于涉及材料或成品制造或运输的众多行业和应用。

通过设计,铰接式机器人占据了无法用于其他目的的空间和占地面积。它还具有奇异性,即它无法访问的周围空间中的位置和方向。这些空间限制要求更复杂的安全预防措施,因为该机器人通常会在有工人的区域中使用。 

笛卡尔机器人的示例。笛卡尔机器人的示例。直角坐标机器人直角坐标机器人
或线性机器人通常是一种低成本的机器人,由线性执行器和/或旋转执行器的组件组成,用于3D应用。这些机器人适应性很强,可以轻松安装和维护。每个轴的行程和尺寸可以根据应用进行定制。它的作用范围和有效载荷彼此独立,而不是相互缠绕。线性轴有多种设计,可进一步使其适应其执行的功能。

笛卡尔机器人的主要局限性是比较僵化。它可以轻松适应三个轴的线性运动以及围绕第四轴的旋转。但是,必须添加一个运动控制器来执行围绕多个轴的旋转。笛卡尔机器人很少用于冲洗情况,因为它们不能提供足够的防渗水保护。另外,安装时需要和彻底-每个轴必须仔细对齐,并且表面平整度必须足够,特别是在大型系统中。 

SCARA机器人SCARA机器人的示例。SCARA机器人的示例。
SCARA机器人专为轻型应用而设计。它们是铰接式机器人的简化版本,其简单性和小巧的尺寸使其易于集成到装配线上。SCARA机器人可以实现非常高的周期时间,并且精度很高。它们非常擅长于将功能部件插入具有严格公差的空间中,同时又能保持其在这种运动中的刚性的功能,这使其成为许多取放应用以及小型零件处理的经济有效选择。

Delta机器人
Delta机器人以其速度着称,拾取速度高达300 / min。它的安装类型将其放置在工作区上方,从而减少了占地面积的损失。它通常与视觉系统配合使用,以拾取随机放置在复杂的分类和包装应用程序中的碎片。像铰接式和SCARA机器人一样,它通常会配备示教器,以方便编程。Delta机器人通常用于食品生产应用中,但像笛卡尔机器人一样,它们可能需要额外的屏蔽或与周围环境隔离。

协作机器人
协作机器人或协作机器人是相对较新的开发,在使安全的人机交互成为可能方面前景广阔。通过允许工人和机器人之间的直接协作,他们为我们对如何将自动化集成到工业中的理解增加了维度。合作机器人可以是铰接,笛卡尔,SCARA或增量机器人。尽管到目前为止,大多数都被归类为明确表达。它们的有效载荷容量为4-35千克,尺寸和范围也相应扩大(也包括价格)。有些型号具有多达七个轴;后者可以执行在人体工学方面特别具有挑战性的任务。协作机器人甚至被用作独立的生产线机器人。 

做出选择
在进行机器人技术投资时,应在进行最终选择之前考虑应用程序的各个方面。以下是一些需要考虑的重要因素:

到达距离和有效载荷应该是机器人选择过程中考虑的首要标准,因为这些因素可能会立即缩短合适选项的列表。例如,大而重的负载将排除对轻型处理技术的任何考虑。另一方面,如果覆盖范围很长,但有效载荷重量很轻,那么低成本的笛卡尔机器人可能就足够了。

灵活性强。在需要五个或六个自由度的应用中,铰接式机器人可能是唯一可行的解决方案。如果是这样,对于价格敏感型企业,需要一两个机器人的一种选择可能是重新使用(使用)的单元。但是,对于更简单的应用程序,例如小零件的定位和装载,电子零件的插入以及盒式和机床装载(任何两轴或三轴就足够的应用程序),为什么要为超出应用程序要求的轴数付费?

速度。该应用程序是否需要较高的拾取率(例如三角型机器人),还是笛卡尔龙门架或SCARA机器人的拾取率较低?

空间和足迹。越来越多的机器和生产线占用空间是规划中的关键问题。占地面积非常昂贵,公司希望优化其车间布局。笛卡尔和三角机器人比其他技术具有明显的优势,因为只损失了垂直空间,而垂直空间通常不那么关键。

工程与项目开发。设计,组装,安装以及调试时间和费用应计入比较成本中,尤其是将机器人合并到较大的机器或系统中。延迟接收和组装机器人可能会拖延整个项目。

可维护性,可维修性和可用性。计划外的停机时间是每个生产经理的噩梦。机器人应该相对易于维护和修理。

即使选择的机器人不是最理想的改装机器人,也不是的但能够胜任这项工作的机器人,公司或行业内的标准化可能是出于商业考虑的有效考虑。有时,行之有效的道路将被证明是阻力最小(和风险最小)的道路之一。
 

机器人技术的迅猛发展使各种规模的企业都可以享受自动化带来的好处。通常,最适合您的机器人是最适合您的应用程序的机器人-不仅是为了从投资中获得生产率的提高并满足应用程序的技术要求,而且还从诸如工厂安全性,空间利用率和当然,还有进货成本和售后支持。

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