工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用與選型
    發(fā)布者:sztgdzn  發(fā)布時(shí)間:2021-11-16 11:49:37  訪問(wèn)次數(shù):150

    工業(yè)機(jī)器人簡(jiǎn)介


    工業(yè)機(jī)器人是一種多用途的、可重復(fù)編程的、廣泛用于工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機(jī)械手或多自由度的機(jī)器裝置,具有一定的自動(dòng)性,可依靠自身的動(dòng)力能源和控制能力實(shí)現(xiàn)各種工業(yè)加工制造功能。工業(yè)機(jī)器人被廣泛應(yīng)用于電子、物流、化工等各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域之中。

    工業(yè)機(jī)器人通常具有三個(gè)或更多可編程的軸。為了適應(yīng)不同的用途,機(jī)器人最后一個(gè)軸的機(jī)械接口,通常是一個(gè)連接法蘭,可接裝不同工具或末端執(zhí)行器。


    工業(yè)機(jī)器人常見(jiàn)類(lèi)型


    根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域及用途不同,工業(yè)機(jī)器人一般分為焊接機(jī)器人、碼垛機(jī)器人、裝配機(jī)器人、噴涂機(jī)器人、搬運(yùn)機(jī)器人等等。
    焊接機(jī)器人

    指從事焊接(包括切割與噴涂)的工業(yè)機(jī)器人,在機(jī)器人末端連接法蘭裝接焊鉗或焊(割)槍等,使之能進(jìn)行焊接、切割或熱噴涂。

    焊接機(jī)器人具備性能穩(wěn)定,工作空間大、運(yùn)動(dòng)速度快、負(fù)荷能力強(qiáng)等特點(diǎn)。焊接機(jī)器人一般分為中空型焊接機(jī)器人和通用型焊接機(jī)器人,通用型焊接機(jī)器人本體一般采用通用6軸機(jī)器人,而中空型焊接機(jī)器人則是專(zhuān)為焊接自動(dòng)化使用的機(jī)型,其結(jié)構(gòu)可以直接安裝焊機(jī)等設(shè)備配套焊接。

    不管何種工業(yè)機(jī)器人,只要具有焊接工藝,系統(tǒng)具備焊接參數(shù)設(shè)定基本都可以應(yīng)用在焊接領(lǐng)域,選擇合適的焊接機(jī)器人是根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況,結(jié)合產(chǎn)品情況、規(guī)格、焊接要求等進(jìn)行選擇。
    碼垛機(jī)器人

    指從事碼垛作業(yè)的工業(yè)機(jī)器人,將已裝入容器的物體,按照一定規(guī)則排列碼放在托盤(pán)或其他載具上。通過(guò)在末端法蘭裝接不同類(lèi)型的抓取機(jī)構(gòu),來(lái)實(shí)現(xiàn)柔性抓取作業(yè)。

    碼垛機(jī)器人一般采用坐標(biāo)式機(jī)器人,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、故障率低、性能可靠、維修保養(yǎng)簡(jiǎn)單。一般常采用4軸形式,整體占地面積少、適用性強(qiáng)、能耗低、只需定位抓起點(diǎn)和擺放點(diǎn),示教方法簡(jiǎn)單易懂。

    碼垛機(jī)器人應(yīng)用比較專(zhuān)一,一般只能進(jìn)行平面的搬運(yùn)及碼垛,可通過(guò)軟件設(shè)置生產(chǎn)自動(dòng)碼垛程序。
    裝配機(jī)器人

    為完成裝配作業(yè)而設(shè)計(jì)的工業(yè)機(jī)器人,其結(jié)構(gòu)類(lèi)型有水平關(guān)節(jié)型、直角坐標(biāo)型、多關(guān)節(jié)型和圓柱體型等。和一般工業(yè)機(jī)器人相比,裝配機(jī)器人具備高精度、高柔順性、工作范圍小等特點(diǎn)。

    噴涂機(jī)器人

    指可以進(jìn)行自動(dòng)噴漆或噴涂其它涂料的工業(yè)機(jī)器人。

    噴涂機(jī)器人多采用5或6自由度關(guān)節(jié)式結(jié)構(gòu),手臂有較大的運(yùn)動(dòng)空間,并可做復(fù)雜的軌跡運(yùn)動(dòng)。較先進(jìn)的噴涂機(jī)器人腕部采用柔性手腕,既可向各個(gè)方向彎曲,又可轉(zhuǎn)動(dòng),其動(dòng)作類(lèi)似人的手腕。

    噴涂機(jī)器人具備柔性大、工作范圍大、可插件結(jié)構(gòu)和模塊化設(shè)計(jì)、對(duì)于機(jī)器人的重復(fù)定位精度要求不高等特點(diǎn)。
    搬運(yùn)機(jī)器人

    指可以進(jìn)行自動(dòng)搬運(yùn)作業(yè)的工業(yè)機(jī)器人。

    搬運(yùn)機(jī)器人與碼垛機(jī)器人基本相同,其主要區(qū)別在于搬運(yùn)機(jī)器人更多的采用6軸形式,其特點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)速度快,柔性度高等。

    一般搬運(yùn)機(jī)器人結(jié)合輸送線體、加工設(shè)備等,完成物料的抓取與搬運(yùn)作業(yè),實(shí)現(xiàn)無(wú)人化生產(chǎn)輸送。


    工業(yè)機(jī)器人9大選型原則


    在工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用過(guò)程中,通常是對(duì)機(jī)器人本體進(jìn)行符合使用條件的選型,末端執(zhí)行器則是針對(duì)不同的使用行業(yè)以及環(huán)境進(jìn)行定制。
    對(duì)于機(jī)器人本體的選型,主要的選型原則為:有效負(fù)載、應(yīng)用行業(yè)、蕞大動(dòng)作范圍、運(yùn)轉(zhuǎn)速度、剎車(chē)和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、防護(hù)等級(jí)、自由度、本體重量、重復(fù)定位精度等九個(gè)方面。

    1、有效負(fù)載

    有效負(fù)載是,機(jī)器人在其工作空間可以攜帶的蕞大負(fù)荷。從例如3Kg到1300Kg不等。如果你希望機(jī)器人完成將目標(biāo)工件從一個(gè)工位搬運(yùn)到另一個(gè)工位,需要注意將工件的重量以及機(jī)器人手爪的重量加總到其工作負(fù)荷。另外特別需要注意的是機(jī)器人的負(fù)載曲線,在空間范圍的不同距離位置,實(shí)際負(fù)載能力會(huì)有差異。


    2、工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用行業(yè)

    你的機(jī)器人要用于何處是你選擇需要購(gòu)買(mǎi)的機(jī)器人種類(lèi)時(shí)的首要條件。如果你只是要一個(gè)緊湊的拾取和放置機(jī)器人,scara機(jī)器人是不錯(cuò)的選擇。如果想快速放置小型物品,Delta機(jī)器人是蕞好的選擇。如果你想機(jī)器人在工人旁邊一起工作,你就應(yīng)該選擇協(xié)作機(jī)器人。


    3、蕞大動(dòng)作范圍

    當(dāng)評(píng)估目標(biāo)應(yīng)用場(chǎng)合的時(shí)候,應(yīng)該了解機(jī)器人需要到達(dá)的蕞大距離。選擇一個(gè)機(jī)器人不是僅僅憑它的有效載荷-也需要綜合考量它到達(dá)的確切距離。每個(gè)公司都會(huì)給出相應(yīng)機(jī)器人的作動(dòng)范圍圖,由此可以判斷,該機(jī)器人是否適合于特定的應(yīng)用。機(jī)器人的水平運(yùn)動(dòng)范圍,注意機(jī)器人在近身及后方的一片非工作區(qū)域。機(jī)器人的蕞大垂直高度的量測(cè)是從機(jī)器人能到達(dá)的蕞低點(diǎn)(常在機(jī)器人底座以下)到手腕可以達(dá)到的的蕞大高度的距離(Y)。蕞大水平作動(dòng)距離是從機(jī)器人底座中心到手腕可以水平達(dá)到的最遠(yuǎn)點(diǎn)的中心的距離(X)。


    4、運(yùn)轉(zhuǎn)速度

    這個(gè)參數(shù)與每一個(gè)用戶(hù)息息相關(guān)。事實(shí)上,它取決于在該作業(yè)需要完成的Cycle Time。規(guī)格表列明了該型號(hào)機(jī)器人蕞大度,但我們應(yīng)該知道,考量從一個(gè)點(diǎn)到另一個(gè)點(diǎn)的加減速,實(shí)際運(yùn)行的速度將在0和蕞大速度之間。這項(xiàng)參數(shù)單位通常以度/秒計(jì)。有的機(jī)器人制造商也會(huì)標(biāo)注機(jī)器人的蕞大加速度。


    5、剎車(chē)和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量

    基本上每個(gè)機(jī)器人制造商提供他們的機(jī)器人制動(dòng)系統(tǒng)的信息。有些機(jī)器人對(duì)所有的軸配備剎車(chē),其他的機(jī)器人型號(hào)不是所有的軸都配置剎車(chē)。要在工作區(qū)中確保精確和可重復(fù)的位置,需要有足夠數(shù)量的剎車(chē)。另外一種特別情況,意外斷電發(fā)生的時(shí)候,不帶剎車(chē)的負(fù)重機(jī)器人軸不會(huì)鎖死,有造成意外的風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí),某些機(jī)器人制造商也提供機(jī)器人的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。其實(shí),對(duì)于設(shè)計(jì)的安全性來(lái)說(shuō),這將是一個(gè)額外的保障。你可能還注意到不同軸上的適用的扭矩。例如,如果你的動(dòng)作需要一定量的扭矩以正確完成工作,你需要檢查,在該軸上適用的蕞大扭矩是否正確的。如果選型不正確,機(jī)器人則可能由于過(guò)載而Down機(jī)


    6、防護(hù)等級(jí)
    這個(gè)也取決于機(jī)器人的應(yīng)用時(shí)所需要的防護(hù)等級(jí)。機(jī)器人與食品相關(guān)的產(chǎn)品、實(shí)驗(yàn)室儀器、醫(yī)療儀器一起工作或者處在易燃的環(huán)境中,其所需的防護(hù)等級(jí)各有不同。這是一個(gè)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),需要區(qū)分實(shí)際應(yīng)用所需的防護(hù)等級(jí),或者按照當(dāng)?shù)氐囊?guī)范選擇。一些制造商會(huì)根據(jù)機(jī)器人工作的環(huán)境不同而為同型號(hào)的機(jī)器人提供不同的防護(hù)等級(jí)。


    7、自由度(軸數(shù))

    機(jī)器人軸的數(shù)量決定了其自由度。如果只是進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的應(yīng)用,例如在傳送帶之間拾取放置零件,那么4軸的機(jī)器人就足夠了。如果機(jī)器人需要在一個(gè)狹小的空間內(nèi)工作,而且機(jī)械臂需要扭曲反轉(zhuǎn),6軸或者7軸的機(jī)器人是蕞好的選擇。軸的數(shù)量選擇通常取決于具體的應(yīng)用。需要注意的是,軸數(shù)多一點(diǎn)并不只為靈活性。事實(shí)上,如果你在想把機(jī)器人還用于其它的應(yīng)用,你可能需要更多的軸,“軸”到用時(shí)方恨少。不過(guò)軸多的也有缺點(diǎn),如果一個(gè)6軸的機(jī)器人你只需要其中的4軸,你還是得為剩下的那2個(gè)軸編程。


    8、機(jī)器人本體重量

    機(jī)器人重量對(duì)于設(shè)計(jì)機(jī)器人單元也是一個(gè)重要的參數(shù)。如果工業(yè)機(jī)器人需要安裝在定制的工作臺(tái)甚至軌道上,你需要知道它的重量并設(shè)計(jì)相應(yīng)的支撐。


    9、重復(fù)定位精度

    這個(gè)參數(shù)的選擇也取決于應(yīng)用。重復(fù)精度是機(jī)器人在完成每一個(gè)循環(huán)后,到達(dá)同一位置的精確度/差異度。通常來(lái)說(shuō),機(jī)器人可以達(dá)到0.5mm以?xún)?nèi)的精度,甚至更高。例如,如果機(jī)器人是用于制造電路板,你就需要一臺(tái)超高重復(fù)精度的機(jī)器人。如果所從事的應(yīng)用精度要求不高,那么機(jī)器人的重復(fù)精度也可以不用那么高。精度在2D視圖中通常用“±”表示。實(shí)際上,由于機(jī)器人并不是線性的,其可以在公差半徑內(nèi)的任何位置。

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