直角坐標(biāo)機器人概念：

工業(yè)應(yīng)用中滓层，能夠?qū)崿F(xiàn)自動控制的、可重復(fù)編程的、多功能的喜喂、多自由度的、運動自由度建成空間直角關(guān)系竿裂、多用途的操作機玉吁。他能夠搬運物體、操作工具腻异，以完成各種作業(yè)进副。關(guān)于機器人的定義隨著科技的不斷發(fā)展，在不斷的完善铣修，直角坐標(biāo)機器人作為機器人的一種遣抄，其含義也在不斷的完善中。

直角坐標(biāo)機器人的特點：

1杭喊、自由度運動庵臼，每個運動自由度之間的空間夾角為直角；

2烤恃、自動控制的揽邀，可重復(fù)編程，所有的運動均按程序運行肴奠；

3辙势、一般由控制系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、機械系統(tǒng)羞媳、操作工具等組成悄济。

4、靈活痹换，多功能征字，因操作工具的不同功能也不同。

5娇豫、高可靠性匙姜、高速度、高精度冯痢。

6氮昧、可用于惡劣的環(huán)境，可長期工作浦楣，便于操作維修袖肥。

直角坐標(biāo)機器人的應(yīng)用：

因末端操作工具的不同，直角坐標(biāo)機器人可以非常方便的用作各種自動化設(shè)備振劳，完成如焊接椎组、搬運、上下料历恐、包裝寸癌、碼垛、拆垛弱贼、檢測兰捣、探傷、分類卓胶、裝配赞亡、貼標(biāo)、噴碼鄙划、打碼生纫、（軟仿型）噴涂、目標(biāo)跟隨药锯、排爆等一系列工作涡拾。特別適用于多品種、便批量的柔性化作業(yè)斜孩，對于穩(wěn)定提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高勞動生產(chǎn)率艳禁，改善勞動條件和產(chǎn)品的快速更新?lián)Q代起著十分重要的作用臀胞。

隨著直角坐標(biāo)機器人的應(yīng)用越來越廣泛，直角坐標(biāo)機器人的設(shè)計工作日益顯得重要。成功的設(shè)計一臺直角坐標(biāo)機器人涉及到很多方面的工作蛋济，包括機械結(jié)構(gòu)棍鳖、動力驅(qū)動、伺服控制等等碗旅。沈陽力拓自動化控制技術(shù)有限公司有著多年直角坐標(biāo)機器人技術(shù)應(yīng)用渡处、數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)品研發(fā)經(jīng)驗，我們依托德國BAHR公司直線定位系統(tǒng)性及機械手臂開發(fā)出了價比優(yōu)良的系列數(shù)控直角坐標(biāo)機器人祟辟，被廣泛地應(yīng)用在汽車医瘫、電子、電器旧困、檢測醇份、醫(yī)療、航天吼具、食品等各個領(lǐng)域的生產(chǎn)線上僚纷。

下面我們就對直角坐標(biāo)機器人的設(shè)計進行一個簡要的闡述。

一拗盒、機器人設(shè)計特點：

1怖竭、機器人的設(shè)計是一個復(fù)雜的工作，工作量很大陡蝇，涉及的知識面很多茁螺，往往需要多人完成。

2仆洞、機器人設(shè)計是面向客戶的設(shè)計众附，不是閉門造車。設(shè)計者需要經(jīng)常和用戶在一起甘直，不停分析用戶要求刮跟，尋求解決方案。

3呐蹂、機器人設(shè)計是面向加工的設(shè)計唬垦，再好的設(shè)計，如果工廠不能加工出產(chǎn)品伐种，設(shè)計也是失敗的些吨，設(shè)計者需要掌握大量的加工工藝及加工手段。

4啡罗、機器人設(shè)計是一個不斷完善的過程林葬。

二、機器人設(shè)計流程：

1骤视、使用要求的分析：每一個機器人都是根據(jù)特定的要求的產(chǎn)生而設(shè)計的鞍爱，設(shè)計的第一步就是要將使用要求分析清楚鹃觉，確定設(shè)計時需要考慮的參數(shù)，包括：

機器人的定位精度睹逃，重復(fù)定位精度盗扇；

機器人的負載大小，負載特性沉填；

機器人運動的自由度數(shù)量疗隶，每自由度的運動行程；

機器人的工作周期或運動速度翼闹，加減速特性斑鼻；

機器人的運動軌跡，動作的關(guān)聯(lián)橄碾；

機器人的工作環(huán)境卵沉、安裝方式；

機器人的運行工作制法牲、運行壽命史汗；

其他特殊要求；

2牡泡、  本機械模型初建：機器人從機械結(jié)構(gòu)分大體可分為龍門結(jié)構(gòu)姥勤、壁掛結(jié)構(gòu)，垂掛結(jié)構(gòu)尔产，根據(jù)安裝空

間的要求選擇不同的結(jié)構(gòu)施俩，每種結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性、運動特性都是不一樣的每此。后續(xù)的設(shè)計必須是基于一個確定的結(jié)構(gòu)披蛔。

3、運動性能計算：有關(guān)該性能的參數(shù)有：

平均速度：V=S/t                   速度曲線四

最大速度：Vmax=at

加速度/減速度：a=F/m

其中：S為運動行程

t為定位運動時間

F加速時的驅(qū)動力

M運動物體質(zhì)量和

4形维、力學(xué)特性分析

一個機器人是由許多定位單元組成的幻役，每根定位系統(tǒng)都要分析。需要分析的項目如下：

水平推力Fx        

正壓力Fz

側(cè)壓力Fy

Mx塞秤、My伦秀、Mz

5、機械強度校核：

每個定位單元癌炒，每個梁都要進行校核泞当，尤其雙端支撐梁和懸臂梁。

1）  撓度變形計算

F：負載（N）民珍；

L：定位單元長度（mm）襟士；

E：材料彈性模量；

I：材料截面慣性矩(mm4)嚷量；

f：撓度形變（mm）

注意：在計算撓度形變時敌蜂，梁的自重產(chǎn)生的變形不能忽視箩兽，梁的自重按均布載荷計算。

以上公式計算的是靜態(tài)形變章喉，實際應(yīng)用中，因為機器人一直處于運動狀態(tài)身坐，必須計算加速力產(chǎn)生的形變秸脱，形變直接影響機器人的運行精度。

2）扭轉(zhuǎn)形變計算：

當(dāng)一根梁的一端固定部蛇，另一端施加一個繞軸扭矩后摊唇，將產(chǎn)生扭曲變形。實際應(yīng)用中產(chǎn)生該形變的原因一般是負載偏心或有繞軸加速旋轉(zhuǎn)的物體在涯鲁。

6巷查、驅(qū)動元件選擇    

常用的驅(qū)動系統(tǒng)有：交流/支流伺服電機驅(qū)動系統(tǒng)、步進電機驅(qū)動系統(tǒng)用兵、直線伺服電機/直線步進電機驅(qū)動系統(tǒng)神肖。

每一個驅(qū)動系統(tǒng)都由電機和驅(qū)動器兩部分組成。驅(qū)動器的作用是將弱電信號放大晴顷，將其加載在驅(qū)動電機的強電上排憨，驅(qū)動電機。電機則是將電信號轉(zhuǎn)化成精確的速度及角位移狮善。

需要計算的項目如下：

電機功率：

電機扭矩：

電機轉(zhuǎn)速：

減速機減速比

電機慣量/負載慣量的匹配關(guān)系

其他計算公式及計算方法請與沈陽力拓公司聯(lián)系翻粘。

7、機械結(jié)構(gòu)設(shè)計

在完成了前面六項工作后换募，一個直角坐標(biāo)機器人定位系統(tǒng)的雛形就已經(jīng)在設(shè)計者的頭腦中形成了潘羡，接下來的工作就是將雛形畫成工程圖，以便生產(chǎn)洲稽。我們建議用戶用三維軟件設(shè)計坎隶，以便檢查是否存在位置干涉。

機器人的運動軌跡具有不確定性岔冯，靈活多變贸桶，往往在一個位置不存在位置干涉，但到下一個位置就干涉了桌肴。

8皇筛、設(shè)備壽命校核

機械結(jié)構(gòu)設(shè)計完成后，要對整臺設(shè)備進行壽命計算坠七，核心元件的壽命到要計算水醋，如機器人軌道的壽命，減速機的壽命彪置，伺服電機的壽命等拄踪。

機器人的運行壽命與運行速度蝇恶、負載大小、結(jié)構(gòu)形式惶桐、工作環(huán)境撮弧、工作制等有關(guān)。

如果發(fā)現(xiàn)機器人的運行壽命太短姚糊，需要重新調(diào)整設(shè)計贿衍。

具體計算方法請與沈陽力拓公司聯(lián)系。

9婆跋、控制系統(tǒng)的選擇

沒有控制系統(tǒng)的機器人就象人沒有大腦一樣冈哮，不能執(zhí)行任何動作。所以我們通常將沒有配備控制系統(tǒng)的機械結(jié)構(gòu)稱為裸機或機器人定位系統(tǒng)（robot positioning system）簇精。

根據(jù)要求的不同啃嫂，控制系統(tǒng)的選擇也不同，通常選擇作為控制系統(tǒng)的產(chǎn)品有：

PLC 程序控制器载秀；

工業(yè)運動控制卡（motion card）;

數(shù)字控制系統(tǒng)(CNC)

專于控制器

10吻唐、程序編寫

控制系統(tǒng)是機器人的大腦，程序是機器人的思想暂臀。程序的編寫直接反應(yīng)設(shè)計者的思想肪麦、意圖和運動需求。

編寫程序是一個復(fù)雜的過程帐扯，但只要機器人總體設(shè)計沒有問題孩最，程序總會編出來的。編程序要注意以下問題：對任務(wù)的分析要清晰赴辨，編程層次要分明眯找，邏輯清晰。

聲明：本網(wǎng)站所收集的部分公開資料來源于互聯(lián)網(wǎng)捣域，轉(zhuǎn)載的目的在于傳遞更多信息及用于網(wǎng)絡(luò)分享啼染，并不代表本站贊同其觀點和對其真實性負責(zé)，也不構(gòu)成任何其他建議焕梅。本站部分作品是由網(wǎng)友自主投稿和發(fā)布迹鹅、編輯整理上傳，對此類作品本站僅提供交流平臺贞言，不為其版權(quán)負責(zé)斜棚。如果您發(fā)現(xiàn)網(wǎng)站上所用視頻、圖片该窗、文字如涉及作品版權(quán)問題弟蚀，請第一時間告知，我們將根據(jù)您提供的證明材料確認(rèn)版權(quán)并按國家標(biāo)準(zhǔn)支付稿酬或立即刪除內(nèi)容酗失，以保證您的權(quán)益义钉！聯(lián)系電話：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn昧绣。