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標(biāo)題: 工業(yè)機(jī)器人選型的9大參數(shù) [打印本頁]
作者: maguoqiang    時(shí)間: 2024-4-24 16:18
標(biāo)題: 工業(yè)機(jī)器人選型的9大參數(shù)
工業(yè)機(jī)器人選型的9大參數(shù)  S  K; J! j( R* M: K  q, m
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對(duì)于自動(dòng)化行業(yè)的老鳥，資深的機(jī),、電工程師來說,，選擇合適的“機(jī)器人”也許是一個(gè)簡(jiǎn)單的工作。但是對(duì)于那些第一次準(zhǔn)備購買,、導(dǎo)入機(jī)器人的設(shè)計(jì)人員或工廠來說,，也許會(huì)有些迷茫。
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下面從9個(gè)專業(yè)的參數(shù)方面,，討論如何選擇一個(gè)合適的工業(yè)機(jī)器人,。
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2 C% N% v& o; e9 }) h/ U應(yīng)用場(chǎng)合2 U0 A; O0 H5 w7 a3 }7 l
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首先，最重要的源頭是評(píng)估導(dǎo)入的機(jī)器人,，是用于怎樣的應(yīng)用場(chǎng)合以及什么樣的制程,。
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若是應(yīng)用制程需要在人工旁邊由機(jī)器協(xié)同完成，對(duì)于通常的人機(jī)混合的半自動(dòng)線,，特別是需要經(jīng)常變換工位或移位移線的情況,，以及配合新型力矩感應(yīng)器的場(chǎng)合,，協(xié)作型機(jī)器人(Cobots)應(yīng)該是一個(gè)很好的選項(xiàng)。   
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& ?+ u. {# W* X8 l如果是尋找一個(gè)緊湊型的取放(Pick& Place)料機(jī)器人,，你可能想選擇一個(gè)水平關(guān)節(jié)型機(jī)器人(Scara),。+ L( d& L2 `/ y% `  S6 h

2 ^8 `. O; C0 R1 |, H0 ^9 k2 x" a如果是尋找針對(duì)小型物件，快速取放的場(chǎng)合,，并聯(lián)機(jī)器人(Delta)最適合這樣的需求,。     
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( Y5 `! v, ]# r接下來的討論，我們將針對(duì)垂直關(guān)節(jié)多軸機(jī)器人(Multi-axis),。這種機(jī)器人可以適應(yīng)一個(gè)非常大范圍的應(yīng)用,。從取、放料到碼垛,，以及噴涂,，去毛刺，焊接等專用制程�,，F(xiàn)在,，工業(yè)機(jī)器人制造商基本上針對(duì)每一種應(yīng)用制程都有相應(yīng)的機(jī)器人方案。你所做的只需要明確你希望機(jī)器人為你做哪個(gè)工作,，以及從不同的種類當(dāng)中,，選擇最適合的型號(hào)。
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有效負(fù)載  P1 ~/ T/ r6 s

+ \2 s. J! F- R, v  U* n有效負(fù)載是,，機(jī)器人在其工作空間可以攜帶的最大負(fù)荷,。從例如3Kg到1300Kg不等。
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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,。
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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,。
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自由度(軸數(shù))
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機(jī)器人配置的軸數(shù)直接關(guān)聯(lián)其自由度。如果是針對(duì)一個(gè)簡(jiǎn)單的直來直去的場(chǎng)合,，比如從一條皮帶線取放到另一條,，簡(jiǎn)單的4軸機(jī)器人就足以應(yīng)對(duì)。
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但是,，如果應(yīng)用場(chǎng)景在一個(gè)狹小的工作空間,，且機(jī)器人手臂需要很多的扭曲和轉(zhuǎn)動(dòng),，6軸或7軸機(jī)器人將是最好的選擇,。
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' O' z- V$ j5 q軸數(shù)一般取決于該應(yīng)用場(chǎng)合。應(yīng)當(dāng)注意,，在成本允許的前提下,，選型多一點(diǎn)的軸數(shù)在靈活性方面不是問題。這樣方便后續(xù)重復(fù)利用改造機(jī)器人到另一個(gè)應(yīng)用制程，能適應(yīng)更多的工作任務(wù),，而不是發(fā)現(xiàn)軸數(shù)不夠,。* Y8 W; e' }8 r1 Z+ g" \

3 m3 E5 u3 M" V: c- ^機(jī)器人制造商傾向于使用各自略有不同的軸或關(guān)節(jié)命名�,；旧�,，第一關(guān)節(jié)（J1）是最接近機(jī)器人底座的那個(gè),。接下來的關(guān)節(jié)稱為J2,，J3，J4和依此類推,，直到到達(dá)手腕末端,。而其他的Yaskawa/Motoman公司則使用字母命名他們機(jī)器人的軸,。- S! Q- {; E3 j  k" F6 C

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最大作動(dòng)范圍
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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)的最大距離,。選擇一個(gè)機(jī)器人不是
' Y4 u6 R" m4 p6 Q* |  O  i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,。$ w9 s2 F7 c9 q: _: h3 K
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機(jī)器人的最大垂直高度的量測(cè)是從機(jī)器人能到達(dá)的最低點(diǎn)（常在機(jī)器人底座以下）到手腕可以達(dá)到的的最大高度的距離(Y),。最大水平作動(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)。$ H) u% z7 {5 R
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重復(fù)精度
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: U' n; q! p/ Y! n3 o  i同樣的,，這個(gè)因素也還是取決于你的應(yīng)用場(chǎng)合,。重復(fù)精度可以被描述為機(jī)器人完成例行的工作任務(wù)每一次到達(dá)同一位置的能力。
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1 u# |2 {& Q. |% A: e* c一般在±0.05mm到±0.02mm之間,，甚至更精密,。例如，如果需要你的機(jī)器人組裝一個(gè)電子線路板,，你可能需要一個(gè)超級(jí)精密重復(fù)精度的機(jī)器人,。如果應(yīng)用工序是比較粗糙，比如打包,，碼垛等,，工業(yè)機(jī)器人也就不需要那么精密。
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另外一方面,，組裝工程的機(jī)器人精度的選型要求,，也關(guān)聯(lián)組裝工程各環(huán)節(jié)尺寸和公差的傳遞和計(jì)算，比如：來料物料的定位精度,，工件本身的在治具中的重復(fù)定位精度等,。      這項(xiàng)指標(biāo)從2D方面以正負(fù) ± 表示,。事實(shí)上，由于機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)重復(fù)點(diǎn)不是線性的而是在空間3D運(yùn)動(dòng),，該參數(shù)的實(shí)際情況可以是在公差半徑內(nèi)的球形空間內(nèi)任何位置,。
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  \* v/ t: X$ X) I8 R" n$ G- g; ]當(dāng)然，現(xiàn)在的配合現(xiàn)在的機(jī)器視覺技術(shù)的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償,，將減低機(jī)器人對(duì)于來料精度的要求和依賴,，提升整體的組裝精度。" M6 T4 P3 V! ?

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速度' M( x1 i0 J% Y# [

2 l3 x+ Z" t* b" j( O6 Z/ t這個(gè)參數(shù)與每一個(gè)用戶息息相關(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)器人最大速度,，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和最大速度之間,。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)器人的最大加速度。* w8 G4 Q" G: x5 r1 Z

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本體重量) h) ^- H# {' ~* E$ g

/ u- [" ?" Y( d1 ]$ f) l機(jī)器人本體重量是設(shè)計(jì)機(jī)器人單元時(shí)的一個(gè)重要因素,。如果工業(yè)機(jī)器人必須安裝在一個(gè)定制的機(jī)臺(tái),，甚至在導(dǎo)軌上，你可能需要知道它的重量來設(shè)計(jì)相應(yīng)的支撐,。2 R0 X# a# c( \" H% x4 ^$ X+ y# N& S; Q5 X

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# x' F3 F9 k( ~7 m9 z% L剎車和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量2 f7 X3 F; F6 U. C

* j# p  J; b8 p. P. S0 [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，其他的機(jī)器人型號(hào)不是所有的軸都配置剎車,。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。      另外一種特別情況,，意外斷電發(fā)生的時(shí)候,，不帶剎車的負(fù)重機(jī)器人軸不會(huì)鎖死，有造成意外的風(fēng)險(xiǎn),。
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( M) @5 b! U2 C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)的安全性來說,，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,，在該軸上適用的最大扭矩是否正確的,。如果選型不正確，機(jī)器人則可能由于過載而Down機(jī),。4 g  U4 E8 l! i+ {" V: d
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, }8 h2 S! f9 k6 }) j防護(hù)等級(jí)
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1 Y; d3 ~5 L5 }3 u* G6 v根據(jù)機(jī)器人的使用環(huán)境,，選擇達(dá)到一定的防護(hù)等級(jí)(IP等級(jí))的標(biāo)準(zhǔn)。一些制造商提供相同的機(jī)械手針對(duì)不同的場(chǎng)合不同的IP防護(hù)等級(jí)的產(chǎn)品系列,。    如果機(jī)器人在與生產(chǎn)食品相關(guān)的產(chǎn)品,，醫(yī)藥、醫(yī)療器具,，或易燃易爆的環(huán)境中工作時(shí),，IP等級(jí)會(huì)有所不同。一般如,，標(biāo)準(zhǔn)：IP40,，油霧：IP67，清潔ISO等級(jí)：3,。
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