概述
直角坐標(biāo)機(jī)器人是以XYZ直角坐標(biāo)系統(tǒng)為基本數(shù)學(xué)模型,以伺服電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)為驅(qū)動(dòng)的單軸機(jī)械臂為基本工作單元,以滾珠絲桿、同步皮帶、齒輪齒條為常用的傳動(dòng)方式所架構(gòu)起來(lái)的機(jī)器人系統(tǒng),可以完成在XYZ三維坐標(biāo)系中任意一點(diǎn)的到達(dá)和遵循可控的運(yùn)動(dòng)軌跡。
直角坐標(biāo)機(jī)器人采用運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)其的驅(qū)動(dòng)及編程控制,直線、曲線等運(yùn)動(dòng)軌跡的生成為多點(diǎn)插補(bǔ)方式,操作及編程方式為引導(dǎo)示教編程方式或坐標(biāo)定位方式。
特點(diǎn)
1、自由度運(yùn)動(dòng),每個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度之間的空間夾角為直角;
2、自動(dòng)控制的,可重復(fù)編程,所有的運(yùn)動(dòng)均按程序運(yùn)行;
4、靈活,多功能,因操作工具的不同功能也不同。
5、高可靠性、高速度、高精度。
6、可用于惡劣的環(huán)境,可長(zhǎng)期工作,便于操作維修。
設(shè)計(jì)方法
1、使用要求的分析:每一個(gè)機(jī)器人都是根據(jù)特定的要求的產(chǎn)生而設(shè)計(jì)的,設(shè)計(jì)的第一步就是要將使用要求分析清楚,確定設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮的參數(shù),包括:機(jī)器人的定位精度,重復(fù)定位精度;機(jī)器人的負(fù)載大小,負(fù)載特性;機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的自由度數(shù)量,每自由度的運(yùn)動(dòng)行程;機(jī)器人的工作周期或運(yùn)動(dòng)速度,加減速特性;機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡,動(dòng)作的關(guān)聯(lián);機(jī)器人的工作環(huán)境、安裝方式;機(jī)器人的運(yùn)行工作制、運(yùn)行壽命;其他特殊要求。 [4]
2、 本機(jī)械模型初建:機(jī)器人從機(jī)械結(jié)構(gòu)分大體可分為龍門結(jié)構(gòu)、壁掛結(jié)構(gòu),垂掛結(jié)構(gòu),根據(jù)安裝空間的要求選擇不同的結(jié)構(gòu),每種結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性、運(yùn)動(dòng)特性都是不一樣的。后續(xù)的設(shè)計(jì)必須是基于一個(gè)確定的結(jié)構(gòu)。
3、運(yùn)動(dòng)性能計(jì)算:
有關(guān)該性能的參數(shù)有:
平均速度:V=S/t ;
最大速度Vmax=at,a=F/M;
其中:S為運(yùn)動(dòng)行程;t為
定位運(yùn)動(dòng)時(shí)間;F加速時(shí)的驅(qū)動(dòng)力;M運(yùn)動(dòng)物體質(zhì)量。
4、力學(xué)特性分析
應(yīng)用
作為一種成本低廉、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的自動(dòng)化機(jī)器人系統(tǒng)解決方案,直角坐標(biāo)機(jī)器可以被應(yīng)用于點(diǎn)膠、滴塑、噴涂、碼垛、分揀、包裝、焊接、金屬加工、搬運(yùn)、上下料、裝配、印刷等常見(jiàn)的工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域,在替代人工,提高生產(chǎn)效率,穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量等方面都具備顯著的應(yīng)用價(jià)值。
針對(duì)不同的應(yīng)用場(chǎng)合,對(duì)直角坐標(biāo)機(jī)器人有不同的設(shè)計(jì)要求,比如根據(jù)對(duì)精度、速度的要求選擇不同的傳動(dòng)方式,根據(jù)特定的工藝要求為末端工作頭選擇不同的夾持設(shè)備(夾具、爪手、安裝架等),以及對(duì)于示教編程,坐標(biāo)定位、視覺(jué)識(shí)別等工作模式的設(shè)計(jì)選擇等,從而使之能滿足于不同領(lǐng)域、不同工況的應(yīng)用要求。
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