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直角坐標機器人簡述

直角坐標機器人簡述

機器人越來越多的被人們并應用,作為機器人的一種,直角坐標機器人以其特有的優點,在工業中的應用越來越多。大多數人對他還不夠了解,到底什么是直角坐標機器人呢?
  • 機器人越來越多的被人們并應用,作為機器人的一種,直角坐標機器人以其特有的優點,在工業中的應用越來越多。大多數人對他還不夠了解,到底什么是直角坐標機器人呢?

    直角坐標機器人是工業應用中,能夠實現自動控制的、可重復編程的、多功能的、多自由度的、運動自由度間成空間直角關系、多用途的操作機。他能夠搬運物體、操作工具,以完成各種作業。關于機器人的定義隨著科技的不斷發展,在不斷的完善,直角坐標機器人作為機器人的一種,其含義也在不斷的完善中。

    根據對于這一概念的分析,我們作如下闡述:

    一、直角坐標機器人的特點:

    1、多自由度運動,每個運動自由度之間的空間夾角為直角。

    2、自動控制的,可重復編程,所有的運動均按程序運行。

    3、一般由控制系統、驅動系統、機械系統、操作工具等組成。

    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、可用于惡劣的環境,可長期工作,便于操作維修。

    二、直角坐標機器人的應用:

    因末端操作工具的不同,直角坐標機器人可以非常方便的用作各種自動化設備,完成如焊接、搬運、上下料、包裝、碼垛、拆垛、檢測、探傷、分類、裝配、貼標、噴碼、打碼、(軟仿型)噴涂、目標跟隨、排爆等一系列工作。特別適用于多品種,便批量的柔性化作業,對于穩定,提高產品質量,提高勞動生產率,改善勞動條件和產品的快速更新換代期著十分重要的作用。

    三、直角坐標機器人的分類:

    1、按用途分:焊接機器人、碼垛機器人、涂膠(點膠)機器人、檢測(監測)機器人、分揀(分類)機器人、裝配機器人、排爆機器人、醫療機器人、特種機器人等。

    2、按結構形式分:壁掛(懸臂)機器人、龍門機器人、倒掛機器人等

    3、按自由度分:兩坐標機器人、三坐標機器人、四坐標機器人、五坐標機器人、六坐標機器人。

    四、直角坐標機器人核心元件——直線定位單元

    為了降低直角坐標機器人的成本,縮短產品的研發周期,增加產品的可靠性、提高產品性能,在歐美的許多國家都已將直角坐標機器人??榛?,而直線定位單元(系統)則是??榛淖畹湫偷牟?。

    一個完整的定位單元(系統)由幾部分組成

    1、定位體型材:作為軌道的安裝支撐部分,該型材不同于一般的框架型材,它要求非常高的直線度,平面度。

    2、運動軌道:安裝在定位體型材上,直接支撐運動的滑塊。一個定位體型材(系統)上,可能安裝一根運動軌道,也可能安裝多根運動軌道,軌道的特性及數量直接影響定位單元(系統)的力學特性。組成定位系統的軌道種類很,通用的有直線滾珠軌道,直線圓柱鋼軌道。

    3、運動滑塊:由負載安裝板、軸承架、滾輪組(滾珠組)、除塵刷、潤滑腔、密封蓋組成。運動滑塊與軌道通過滾輪或滾珠藕合在一起。實現運動的導向。

    4、傳動元件:通用的傳動元件有同步帶、齒形帶、絲杠/滾珠絲杠、齒條、直線電機等。

    5、軸承及軸承座:用于安裝傳動元件及驅動元。

    五、直角坐標機器人驅動元件——電機驅動系統

    直線定位單元(系統)之所以能夠實現精確的運動定位,是由電機驅動系統決定的。

    常用的驅動系統有:

    交流/支流伺服電機驅動系統、步進電機驅動系統、直線伺服電機/直線步進電機驅動系統。每一個驅動系統都由電機和驅動器兩部分組成。驅動器的作用是將弱電信號放大,將其加載在驅動電機的強電上,驅動電機。電機則是將電信號轉化成精確的速度及角位移。

    在要求高動態,高速運行狀態、大功率驅動等場合多用交流/支流伺服電機系統作為驅動;在要求低動態,低速運行狀態、小功率驅動等場合可用步進電機系統作為驅動;而在在要求極高動態,高速運行狀態、高定位精度等場合才會用到直線伺服系統驅動。

    六,直角坐標機器人的靈魂——控制器

    為實現機器人的靈活多變的運動功能、迅速的反應處理功能,機器人必須要有一個大腦——控制器。

    控制器的功能是指令源,它可以根據編號的程序時時發出控制指令、時刻接受反饋信號、時刻判斷處理信息。

    根據功能的不同,控制器可以有很多種:

    1、工控機與運動控制卡的組合:運動控制卡借用計算機的資源,利用自身的運動控制功能實現控制。

    2、脫機運動控制卡:借用計算機編好程序,可將程序自我存儲,脫機運行。

    3、PLC-借用計算機編好程序,可將程序自我存儲,脫機運行。

    4、專用控制器。

    七,直角坐標機器人的終端設備——操作工具

    直角坐標機器人的終端設備應用途不同,可以裝配各種各樣的操作工具:

    如焊接機器人的終端操作工具是焊槍:碼垛機器人終端操作工具是抓手;涂膠(點膠)機器人終端操作工具是膠槍、檢測(監測)機器人終端操作工具是相機或激光。

    有些工作復雜的工作,單一操作工具不能完成,需要安裝兩個或以上操作工具才可以。如對于非固定軌跡運動物體的抓取除需要機械抓手外,還需要一個相機,時刻跟蹤計算物體的空間位置。

    ZTR系列直角坐標機器人的結構類型
     工業機器人每個運動自由度運動關系空間三個相互垂直的方向X、Y、Z上作移動運動,運動是獨立的,可以方便的在Z軸加上兩個旋轉的自由度,形成 五坐標機器人。其控制簡單,運動直觀性強,易達到高精度,但操作靈活性差,運動的速度較快,行程可大可小,占據的空間相對較大。
    直角坐標機器人的基本技術指標如下:
    負載:從5Kg到3000Kg不等;
    重復定位精度:從±0.2mm、±0.1mm、±0.05mm到±0.01mm
    定位單元最大行程:18m,
    驅動形式:絲杠、滾珠絲杠、同步帶、齒輪齒條、直線伺服電機。
     
    ZTR系列直角坐標機器人的應用