直角坐标机械人的选型
　　运用要求剖析
　　关于选型的人员起首要有物理活动学根底，资料力学根底，伺服驱动器运用和数控系统的使用经历，但最首要是把用户的问题和要求等调查清晰。关于简略义务和有经历的工程师经过德律风和邮件就可以沟通好，而对复杂的义务要到现场两边一起剖析和制订义务描绘，给出详细合理的要求。下面是所需求的首要信息：
　　机械人的任务进程，
　　手抓和负载的总分量，
　　一个完好的任务周期是几多，能够分化成的子活动及对应的工夫，
　　活动和取抓进程中与其它设备的同步/握手要求，
　　各个活动轴的有用活动长度及答应的最大运转速度及加减速度，
　　机械人任务四周空间上的限制，
　　运用情况有粉末，高温，水和湿度等非凡防护要求，
　　机械人构造方式选择
　　依据前面“运用要求剖析”中取得的信息材料来选择机械人的构造方式。准则上尽能够选择龙门式直角坐标机械人，但有时受任务空间限制必需选择悬臂式等。在食物搬运和玻璃切割等项目中会发生很多粉末,损伤活动轴里面的导轨，此时最好采用吊挂式机械人。有时依据负载及活动间隔和空间限制必需选用挂臂式。依据机械人的任务义务来确定负载的活动地位精度要求，要思索减速时晃悠发生的地位误差。依据机械人的任务义务及其任务空间上的限制来确定活动轴数目及各自活动行程。
　　直角坐标机械人的界说及首要特点
　　机械人按ISO8373界说为：地位可以固定或挪动，可以完成主动节制、可反复编程、多功用多用途、末尾操作器的地位要在3个或3个以上自在度内可编程的工业主动化设备。这里自在度就是指可活动或转变的轴。直角坐标机械人是以直线活动轴为主，各个活动轴凡间对应直角坐标系中的X轴，Y轴和Z轴。在绝大大都状况下直角坐标机械人的各个直线活动轴间的夹角为直角。
　　直角坐标机械人首要由一些直线活动单位及其组合，驱动电机，节制系统和末尾操作器构成。针对分歧的使用，可以便利疾速组组成分歧构造方式，分歧维数，分歧行程和分歧带载才能的直角坐标机械人。从化装品出产到汽车和手机的装配等各行业的主动化出产线中，都有林林总总的多台直角坐标机械人和其它设备严厉同步协调任务，我们成功完成了数百种构造方式的使用案例。可以说直角坐标机械人简直能胜任一切的工业主动化义务。下面是其首要特点：
　　恣意组组成多种构造款式，分歧带载才能和行程的机械人。
　　采用多根直线活动单位级连和齿轮齿条传动，可以构成几十米的超大行程机械人。
　　采用多根直线活动单位并连及带多滑块构造其负载才能可添加到数吨。
　　理论上最大运转速度可到达每秒8米，加快度可到达每秒20米。
　　反复定位精度可到达0.05mm~0.01mm。
　　采用带有RTCP功用的五轴或五轴以上数控系统能完成十分复杂轨迹的任务。
　　规划活动轨迹及活动速度
　　依据机械人的任务义务和空间限制来规划活动轨迹。尽能够削减活动间隔，对任务周期要求严的使用要尽能够运用多轴还活动来削减活动工夫和降低活动速度。抓取负载后活动速度要低，空载返回原始点时要快。负载大时加快度和减速度要小，尽能够防止发生宏大的冲击力。依据上面的准则给出各段活动的速度，加快度和减速度。各个活动段间尽能够平稳变速以包管任务周期,削减冲击力和运转噪音。在活动速度分派时要充沛思索各个活动进程与其它设备间的同步协调工夫，并且规划的活动工夫要比用户要求的工夫短些。
　　受力剖析
　　依据速度剖析得出各个轴的最大加快度和减速度。然后再核算出多轴还活动时发生的组成最大减速度。选择自力活动的减速度和还活动时组成减速度二者中大的减速度，依据这个最大的减速度核算出XYZ三个偏向的最大冲击力Fx,Fy和Fz及发生的最大歪曲力矩Mx, My和Mz。在核算分歧轴歪曲力矩Mx,My和Mz时要思索等效负载的重心地位，总重力和减速时发生的冲击力。依据Fx, Fy和Fz及发生的最大歪曲力矩Mx,My和Mz来选择出各个活动轴的构造方式和型号。还要思索各个活动轴间的衔接方法，包管其强度，有足够的抗冲击力才能，使其能长时间不变高速高效任务。
　　依据直线定位单位驱动轴的最高转速来选择驱动电机。当驱动轴的最高转速低于600转/分时凡间选用步进电机，不然要选用交流伺服电机。但交流伺服电机的最高转速不要超越3000转/分，不然影响其寿命。中选用步进电机做驱动轴时，其负载的转变惯量与步进电机的转变惯量比要小于12，中选用伺服电机做驱动轴时，其负载的转变惯量与伺服电机的转变惯量比要小于8，不然影响其高动态特征。但转变惯量比大于上面的数值时，要加德国扭卡特公司的精细行星减速机。在不超越驱动电机最高转速限制状况下，要尽量选择大减速比的减速机。为了包管高的动态特征，包管在商定的工夫内完成义务，驱动电机的最大出力要比理论核算值至少凌驾85%。我们凡间所选择的驱动电机的最大出力要比理论核算值至少凌驾100%，而转变惯量比要小于5。还要思索所选择的伺服电机能与德国扭卡特公司的精细行星减速机匹配，减速机要能装置到驱动轴上，及电机的节制方法与数控系统相共同。
　　确定机械人的构造及各个活动轴
　　依据上面6个方面的信息和数据就可以最终选定机械人的构造方式及每个活动轴的详细型号和长度等，凡间我们能从图片库中找出相同构造的相片，这里的相片是指CAD图或以往用户机械人的相片。还要设计好各个轴间的衔接板，不只要思索机械方面的装配共同精度，资料的物理强度，衔接螺丝杆的拉力等，更要思索在首要受冲击偏向加大增强衔接板，需要时添加衔接板。首要螺丝杆和螺丝帽要加胶，以防长时间振动后变松动。
　　机械人在加快和减速时会发生强壮的冲击力，并且凡间天天要任务24小时，所以机械人必需被结实地装置在支架上。机械人的支架要有足够的抗冲击力，要有地脚，以包管在长时间高速高动态活动冲击下，没有任何晃悠。此外在装置时要包管活动轴间的平行度、平面度和垂直度。
　　衔接板设计
　　衔接板的方法十分主要，要由有多年实践经历的师父来设计。衔接板的方法及质量直接关系到所设计出产的机械人可否长时间高速高效不变任务。为此要核算出每个活动轴的Fx,Fy和Fz及发生的最大歪曲力矩Mx, My和Mz。这里在核算Fx,Fy和Fz时，不时每个轴本人活动时发生的力，而是在整个机械人高速活动时，使该轴发生的最大组成活动速度和加减速度值对应的Fx,Fy和Fz。而Mx, My和Mz的核算也要思索等效重心地位与滑块中间地位。在求出Fx,Fy和Fz及发生的最大歪曲力矩Mx, My和Mz后，所设计的衔接方法至少要有3倍的余量。
　　选择末尾操作器——手爪系统
　　依据其详细使用状况，其手爪系统能够是气动吸盘，气动夹取手爪，电动夹取手爪，电磁汲取手爪，焊枪，胶枪，专用东西和检测仪器等。在良多场所可以一次抓取多个工件。
　　选择节制系统
　　机械人要在必然工夫内完成特定的义务，比方每10秒内完成一次搬运任务。在完成抓取，加减速活动，高速活动，释下班件同等时，还要与相关的设备经过通信或I/O话柄现一些时序上的协调同步。在涂胶使用上，各个活动轴要完成直线和圆弧插补活动。因而其数控系统要按详细使用要求来选定其节制轴数，I/O口数目和软件功用。凡间选用数控系统，工控机加活动节制卡和带轴卡功用及I/O口的驱动电机。关于良多义务我们选择德国Engelhardt公司的数控系统,关于负载义务我们选择德国Movtec公司的活动节制卡。
　　变形剖析
　　绕度形变仅在大跨度悬空方法下，并且受力很大的状况下才发作。其绕度形变量的核算办法见下面的公式。但Z轴和X轴的装置方法包管了本公司机械人没有绕度形变发作或绕度形变极端细小可以疏忽不计。
　　f = (F×L3)/(E×I×192)
　　f：挠度形变 (mm) f≤ 1 mm
　　F：负载压力 (N)
　　L：导轨长度 (mm)
　　E：弹性模量(70,000N/mm2)
　　I：面积平方（mm4）
　　在良多义务中可以答应在活动中有必然量的变形，但在玻璃切割机等数控设备类的使用中是不答应发生变形的。为此我们要依据前面求出的最鼎力来检查各类型号活动轴的变形量曲线。

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