概述
直角坐標機器人是以XYZ直角坐標系統(tǒng)為基本數(shù)學模型,以伺服電機、步進電機為驅動的單軸機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方式所架構起來的機器人系統(tǒng),可以完成在XYZ三維坐標系中任意一點的到達和遵循可控的運動軌跡。
直角坐標機器人采用運動控制系統(tǒng)實現(xiàn)對其的驅動及編程控制,直線、曲線等運動軌跡的生成為多點插補方式,操作及編程方式為引導示教編程方式或坐標定位方式。
特點
1、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;
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,可長期工作,便于操作維修。
設計方法
1、使用要求的分析:每一個機器人都是根據(jù)特定的要求的產生而設計的,設計的第一步就是要將使用要求分析清楚,確定設計時需要考慮的參數(shù),包括:機器人的定位精度,重復定位精度;機器人的負載大小,負載特性;機器人運動的自由度數(shù)量,每自由度的運動行程;機器人的工作周期或運動速度,加減速特性;機器人的運動軌跡,動作的關聯(lián);機器人的工作環(huán)境、安裝方式;機器人的運行工作制、運行壽命;其他特殊要求。 [4]
2、 本機械模型初建:機器人從機械結構分大體可分為龍門結構、壁掛結構,垂掛結構,根據(jù)安裝空間的要求選擇不同的結構,每種結構的力學特性、運動特性都是不一樣的。后續(xù)的設計必須是基于一個確定的結構。
3、運動性能計算:
有關該性能的參數(shù)有:
平均速度:V=S/t ;
最大速度Vmax=at,a=F/M;
其中:S為運動行程;t為
定位運動時間;F加速時的驅動力;M運動物體質量。
4、力學特性分析
應用
作為一種成本低廉、系統(tǒng)結構簡單的自動化機器人系統(tǒng)解決方案,直角坐標機器可以被應用于點膠、滴塑、噴涂、碼垛、分揀、包裝、焊接、金屬加工、搬運、上下料、裝配、印刷等常見的工業(yè)生產領域,在替代人工,提高生產效率,穩(wěn)定產品質量等方面都具備顯著的應用價值。
針對不同的應用場合,對直角坐標機器人有不同的設計要求,比如根據(jù)對精度、速度的要求選擇不同的傳動方式,根據(jù)特定的工藝要求為末端工作頭選擇不同的夾持設備(夾具、爪手、安裝架等),以及對于示教編程,坐標定位、視覺識別等工作模式的設計選擇等,從而使之能滿足于不同領域、不同工況的應用要求。
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