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自动化机器人
来源: | 作者:saimaer | 发布时间: 2021-05-06 | 430 次浏览 | 分享到:
现今工业机器人主要分两大类——直角坐标

机器人和关节机器人,这两类机器人均适合

用于诸多工业领域的机械自动化作业,比如

,自动装配、喷漆、搬运码垛、焊接等工作

。赛玛尔科技多年从事机器人事业,本文

是结合赛玛尔科技的经验及知识来主要介

绍直角坐标机器人和关节机器人的特性,以

及两种机器人的应用对比。这些对比分析来

自我们的经验及认识,有其局限性,不充分

,仅供朋友们参考。
  一、直角坐标机器人
  概念
  基于空间XYZ直角坐标系编程、有三轴及

以上自由度,能够实现自动控制、可重复编

程反复应用,适合不同任务的自动化设备。
  它能够搬运物体、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。
  特点
  任意组合成各种样式,形成两轴到六轴

不同结构形式。
  超大行程:单根最多长度是6米,但可以

多根方便地级连成超大行程,例如50米长。
  负载能力强:通常是到200公斤,但当采

用多根多滑块结构时其负载能力可增加到数

吨。
  高动态特性:轻负载时其最高运行速度

每秒8米,加速度每秒5米。
  高精度:重复定位精度可达到0.05mm~

0.01mm。
  扩展能力强:可以方便改变结构或通过

编程来适合新的应用。
  简单经济:编程简单类同数控铣床,易

培训员工和维修,使其具有非常好的经济性


  寿命长:直角坐标机器人的寿命一般是

10年以上,维护好可达40年。
  应用范围广:可以方便地装配多种形式

和尺寸的手爪,可以胜任许多常见的工作,

如焊接、切割,搬运、上下料、包装、码垛

、检测、探伤、分类、装配、贴标、喷码、

打码和喷涂等任务。
  直角坐标机器人和关节机器人的特性及

应用对比
  典型的3D直角坐标机器人,它由X轴、Y

轴、Z轴及驱动电机组成
  二、关节机器人二、关节机器人
  概念
  也称关节手臂机器人或关节机械手臂,

有很高的灵活度,通常5~6轴,适合于几乎任

何轨迹或角度的工作。
  直角坐标机器人和关节机器人的特性及

应用对比
  特点
  有很高的自由度,灵活性, 从不同角度

不同方位来工作。
  速度可达6米/秒,加速度10米/每秒;工

作效率高,
  经常在网络或电视里看到,较为世人所

熟悉和接受。
  6轴机器人主要应用于汽车点焊,弧焊,

装配(拧螺丝),检测类这些轻巧类工作。
  人们开发了4轴搬运码垛类机器人。
  三、特点及应用分析对比
  工作空间与承载能力
  直角坐标型标准单根长度6m,拼装后可

达到100m;组合成龙门式机器人,其工作空

间可以是非常的三维立体空间。单根承载

10~200kg,特殊结构可达2400 Kg。
  关节型最大工作半径3m,在有效半径内

可以任何角度工作。关节机器人工作半径所

在的园周内要做安全隔离,所以通常占用更

大的空间。不适合大距离空间工作,或放置

到直线运动单元上。承载能力有几种规格

5~20Kg可选,但最大1300Kg,这时及其昂贵


  说明:常见的关节型机器人的工作半径

越大、强度也要大,对于承载能力越强,但

为保证其稳定的机械结构,造价会非常高。
  直角坐标型的龙门框架结构,承载能力

强,可无限扩展,稳定可靠,造价相对低很

多。
  工作精度
  直角坐标型:由于结构简单,重复定位

精度0.05mm,丝杠型可达0.01mm,甚至更高


  关节型:重复定位精度0.06mm,轻载荷

小半径0.02mm,重载荷精度0.2mm。
  说明:在通常情况下,两种机器人均可

满足精度要求。其中丝杠型直角坐标机器人

更适合对精度要求更加苛刻的行业。
  组合方式
  直角坐标型组合方式多样,龙门式、悬

臂式、壁挂式等,可根据不同的负载、行程

、功能及特殊空间要求,为客户订制所需求

产品。同时,X、Y、Z三轴基础上可以扩展旋

转轴和翻转轴,构成五自由度和六自由度机

器人。
  关节型可细分为6自由度机器人、Scara

机器人、四连杆机器人,种类相对少,选择

性和灵活性较直角坐标型小很多。
  机械安装及维护
  直角坐标型为模块化产品,在工厂全部

预连接运行,然后拆装出厂。现场通过螺栓

简单拼装,调水平即可电气调试,用户甚至

可以自行完成机械安装。龙门式框架为整个

安装空间,其工作空间也在框架范围内。模

块化产品,用户可以自行拆卸、更换或维护

,所有机械零件均为通用品,维修维护费用

低。
  关节型集成化程度高,整体性好,但需

要专业人员进行机械安装。安装空间较直角

坐标型小,但是其工作空间是其整个工作半

径,工作区域需要做防护处理,故设备总占

地面积不小于直角坐标型。由于机械化程度

高及控制非常复杂,维修和维护必须由厂家

或供应商的专业人员完成(国外进口品牌的

维护费用在300元/小时左右),用户往往面

临两个问题高价维修或报废处理。
  软件编程操控和维护
  从电气系统到上位机直角坐标型都是开

放、灵活的,适用任何品牌的PLC、CNC、伺

服驱动系统,甚至可以按用户熟悉品牌选定

。编程简单,用户可以随意扩展,操控简单

易操作。完全的交钥匙工程,简单程序问题

和硬件故障,客户可以自行处理,例如更换

驱动电机、PLC等,维护费用低。
  关机型机器人:软件系统集成化,库函

数直接调用,是其软件优点。但编程和操控

必须由供应商通过专业培训才能完成(厂家

软件编程费用300元/小时),而且特殊软件

需要收费。维护和维修完全受制于人,由于

品牌互相不兼容,硬件故障必须由供应商或

厂家直接提供,非市场通用产品,费用高昂


  前期投入成本
  不考虑后期维护维修费用,以60Kg负载

码垛机器人为例:
  直角坐标机器人:25~40万
  关节机器人:60~80万
  应用行业对比
  应用场合直角坐标机器人关节机器人
  焊接自动线用的较少主要用于汽车焊接
  冲压、焊接用的较少用的很多
  喷涂直线往复喷涂较多异性喷涂很多
  汽车装配线比较普及用的很多
  小零件装配线几乎全部采用占空间大,

安全措施要求高,几乎不用
  各种检测线几乎全部采用占空间大,安

全措施要求高,几乎不用
  大型码垛应用主要采用较常见,但成本

高,维护难
  车铣加工中心上下料几乎全部采用成本

高,几乎很少
  冲压自动化线几乎全部采用用的较少
  机构疲劳试验几乎全部采用几乎不用
  太阳能行业主要采用用的较少
  曲形管内壁堆焊主要采用用的较少
  各种自动化生产线主要采用用的较少
  包装机、印刷机等主要采用用的较少








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