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直角坐标机器人简述

直角坐标机器人简述

机器人越来越多的被人们并应用,作为机器人的一种,直角坐标机器人以其特有的优点,在工业中的应用越来越多。大多数人对他还不够了解,到底什么是直角坐标机器人呢?
  • 机器人越来越多的被人们并应用,作为机器人的一种,直角坐标机器人以其特有的优点,在工业中的应用越来越多。大多数人对他还不够了解,到底什么是直角坐标机器人呢?

    直角坐标机器人是工业应用中,能够实现自动控制的、可重复编程的、多功能的、多自由度的、运动自由度间成空间直角关系、多用途的操作机。他能够搬运物体、操作工具,以完成各种作业。关于机器人的定义随着科技的不断发展,在不断的完善,直角坐标机器人作为机器人的一种,其含义也在不断的完善中。

    根据对于这一概念的分析,我们作如下阐述:

    一、直角坐标机器人的特点:

    1、多自由度运动,每个运动自由度之间的空间夹角为直角。

    2、自动控制的,可重复编程,所有的运动均按程序运行。

    3、一般由控制系统、驱动系统、机械系统、操作工具等组成。

    4、灵活,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、可用于恶劣的环境,可长期工作,便于操作维修。

    二、直角坐标机器人的应用:

    因末端操作工具的不同,直角坐标机器人可以非常方便的用作各种自动化设备,完成如焊接、搬运、上下料、包装、码垛、拆垛、检测、探伤、分类、装配、贴标、喷码、打码、(软仿型)喷涂、目标跟随、排爆等一系列工作。特别适用于多品种,便批量的柔性化作业,对于稳定,提高产品质量,提高劳动生产率,改善劳动条件和产品的快速更新换代期着十分重要的作用。

    三、直角坐标机器人的分类:

    1、按用途分:焊接机器人、码垛机器人、涂胶(点胶)机器人、检测(监测)机器人、分拣(分类)机器人、装配机器人、排爆机器人、医疗机器人、特种机器人等。

    2、按结构形式分:壁挂(悬臂)机器人、龙门机器人、倒挂机器人等

    3、按自由度分:两坐标机器人、三坐标机器人、四坐标机器人、五坐标机器人、六坐标机器人。

    四、直角坐标机器人核心元件——直线定位单元

    为了降低直角坐标机器人的成本,缩短产品的研发周期,增加产品的可靠性、提高产品性能,在欧美的许多国家都已将直角坐标机器人模块化,而直线定位单元(系统)则是模块化的最典型的产品。

    一个完整的定位单元(系统)由几部分组成

    1、定位体型材:作为轨道的安装支撑部分,该型材不同于一般的框架型材,它要求非常高的直线度,平面度。

    2、运动轨道:安装在定位体型材上,直接支撑运动的滑块。一个定位体型材(系统)上,可能安装一根运动轨道,也可能安装多根运动轨道,轨道的特性及数量直接影响定位单元(系统)的力学特性。组成定位系统的轨道种类很,通用的有直线滚珠轨道,直线圆柱钢轨道。

    3、运动滑块:由负载安装板、轴承架、滚轮组(滚珠组)、除尘刷、润滑腔、密封盖组成。运动滑块与轨道通过滚轮或滚珠藕合在一起。实现运动的导向。

    4、传动元件:通用的传动元件有同步带、齿形带、丝杠/滚珠丝杠、齿条、直线电机等。

    5、轴承及轴承座:用于安装传动元件及驱动元。

    五、直角坐标机器人驱动元件——电机驱动系统

    直线定位单元(系统)之所以能够实现精确的运动定位,是由电机驱动系统决定的。

    常用的驱动系统有:

    交流/支流伺服电机驱动系统、步进电机驱动系统、直线伺服电机/直线步进电机驱动系统。每一个驱动系统都由电机和驱动器两部分组成。驱动器的作用是将弱电信号放大,将其加载在驱动电机的强电上,驱动电机。电机则是将电信号转化成精确的速度及角位移。

    在要求高动态,高速运行状态、大功率驱动等场合多用交流/支流伺服电机系统作为驱动;在要求低动态,低速运行状态、小功率驱动等场合可用步进电机系统作为驱动;而在在要求极高动态,高速运行状态、高定位精度等场合才会用到直线伺服系统驱动。

    六,直角坐标机器人的灵魂——控制器

    为实现机器人的灵活多变的运动功能、迅速的反应处理功能,机器人必须要有一个大脑——控制器。

    控制器的功能是指令源,它可以根据编号的程序时时发出控制指令、时刻接受反馈信号、时刻判断处理信息。

    根据功能的不同,控制器可以有很多种:

    1、工控机与运动控制卡的组合:运动控制卡借用计算机的资源,利用自身的运动控制功能实现控制。

    2、脱机运动控制卡:借用计算机编好程序,可将程序自我存储,脱机运行。

    3、PLC-借用计算机编好程序,可将程序自我存储,脱机运行。

    4、专用控制器。

    七,直角坐标机器人的终端设备——操作工具

    直角坐标机器人的终端设备应用途不同,可以装配各种各样的操作工具:

    如焊接机器人的终端操作工具是焊枪:码垛机器人终端操作工具是抓手;涂胶(点胶)机器人终端操作工具是胶枪、检测(监测)机器人终端操作工具是相机或激光。

    有些工作复杂的工作,单一操作工具不能完成,需要安装两个或以上操作工具才可以。如对于非固定轨迹运动物体的抓取除需要机械抓手外,还需要一个相机,时刻跟踪计算物体的空间位置。

    ZTR系列直角坐标机器人的结构类型
     工业机器人每个运动自由度运动关系空间三个相互垂直的方向X、Y、Z上作移动运动,运动是独立的,可以方便的在Z轴加上两个旋转的自由度,形成 五坐标机器人。其控制简单,运动直观性强,易达到高精度,但操作灵活性差,运动的速度较快,行程可大可小,占据的空间相对较大。
    直角坐标机器人的基本技术指标如下:
    负载:从5Kg到3000Kg不等;
    重复定位精度:从±0.2mm、±0.1mm、±0.05mm到±0.01mm
    定位单元最大行程:18m,
    驱动形式:丝杠、滚珠丝杠、同步带、齿轮齿条、直线伺服电机。
     
    ZTR系列直角坐标机器人的应用