選擇合適的關(guān)節(jié)型機器人有助降低自動化成本
設(shè)計自動化專案時,通常會牽涉到使用機器人進行物體移動或重復(fù)性的動作,如何正確選擇合適的機器人類型對設(shè)計成本和成功率都會造成影響。增加機器視覺系統(tǒng)或連接機器人控制系統(tǒng)的存在感應(yīng)(presence-sensing)裝置則可提供自適應(yīng)運動。
據(jù)報導(dǎo),許多機器人制造商會針對特定任務(wù)提供建模和模擬軟件,協(xié)助客戶選擇最佳解決方案,負(fù)載、方向、速度、行程、精確度、環(huán)境和占空比(duty cycle)是規(guī)劃合適尺寸和設(shè)計機器人系統(tǒng)、運動控制應(yīng)用時考量的重點。
提到工業(yè)機器人時,多數(shù)人會聯(lián)想到某種形式的關(guān)節(jié)型機器人(arTIculated robot)。關(guān)節(jié)型機器人的定義并不嚴(yán)謹(jǐn),通常指的是具有固定安裝底基及四軸或六軸的機器人。關(guān)節(jié)型機器人能夠在三度空間或工作范圍內(nèi)工作,可掃過極座標(biāo)系統(tǒng)(Polar Coordinate System)空間中的點。
關(guān)節(jié)型機器人的工作范圍非常大,并可以無限角度數(shù)量將手臂工具末端放在無限量的平面上,所以這類機器人的用途十分多樣,包括焊接、油漆、鉆孔、切割、材料處理,包裝和組裝等應(yīng)用。關(guān)節(jié)型機器人的價格也較高,針對復(fù)雜的定位需要撰寫控制器的編碼。
平行關(guān)節(jié)型機器人(SCARA robot) 具有堅固的底座,手臂固定在z軸上,并在xy軸上旋轉(zhuǎn)運動。手臂中間還有額外的xy軸關(guān)節(jié),手臂末端的直線制動器提供與底座平面呈90度的Z軸運動。SCARA機器人主要模仿人類手臂的運動,可高速運行并保持高精確度的定位。
對于平行的作業(yè)平面,通常會使用SCARA機器人手臂完成進程間的材料處理應(yīng)用和產(chǎn)品組裝,搭配機器視覺系統(tǒng)則可進行復(fù)雜的非接觸式檢測。安裝在手臂工具端的雷射、電漿切割器和路由器可執(zhí)行精確的蝕刻、切割和打磨作業(yè)。
直角座標(biāo)機械人(Cartesian robot)通常比關(guān)節(jié)型或SCARA機器人承載更高的重量,成本也比較低。直角座標(biāo)機器人利用框架來分散負(fù)載的重量,并在限制的框架中進行x、y和z軸線性運動。框架的長度可以是幾十或幾百公尺的標(biāo)準(zhǔn)或半標(biāo)準(zhǔn)線性滑軌和滾珠螺桿,使用直角坐標(biāo)系統(tǒng)進行定位。
并聯(lián)型機器人(Delta robot)使用3組平行手臂和旋轉(zhuǎn)或線性制動器,最初是針對輕量型的取放設(shè)備而開發(fā),其它用途還包括3D打印、手術(shù)和組裝作業(yè)。并聯(lián)型機器人使用慣性很小的輕量手臂,可在工作范圍內(nèi)以360度圓周快速移動。