我国目前应用的工业机器人主要分为多关节机器人、SCARA机器人、并联机器人等,选择工业机器人时需要综合考虑应用场合、有效负载、自由度、最大作动范围以及运转速度等因素。
类型:
1、多关节机器人:
- 多关节机器人,又称关节臂机器人,是工业应用中最常见的一种类型,占市场的主要份额,它们具有多个旋转轴,能够执行复杂的动作和路径。
- 多关节机器人适用于汽车制造、电子组装、机械加工等多个领域,特别是在需要高精度和高灵活性的操作中表现突出。
- 由于其结构复杂,多关节机器人的成本相对较高,但其强大的功能和广泛的应用场景使得投资回报率较高。
2、SCARA机器人:
- SCARA(Selective Compliance Assembly Robot Arm)机器人是一种水平关节型机器人,以其快速、精确的特点被广泛应用于装配线上的物料搬运、组装、检测和包装等环节。
- SCARA机器人在平面上的运动速度快,精度高,非常适合于平面作业,如电路板的插件、螺丝锁付等任务。
- 相对于多关节机器人,SCARA机器人的结构较为简单,成本较低,维护也相对容易。
3、并联机器人:
- 并联机器人,也称为Delta机器人,通常由三个或更多的并联臂组成,能够在高速下进行精确的定位和搬运操作。
- 并联机器人特别适用于食品、医药和电子产品的快速分拣、包装和搬运,以及需要高速响应的应用场合。
- 这类机器人的特点是速度快、重量轻、动态性能好,但工作空间相对较小。
4、协作机器人:
- 协作机器人(Cobot或Collaborative Robot)是设计用来与人类工作者安全共处、直接交互的机器人。
- 协作机器人在教育、研究、服务业等领域有着广泛的应用前景,尤其是在需要人机协作的环境中,如实验室、教室、医院等。
- 协作机器人的设计注重安全性和易用性,通常具备柔软的外形和紧急停止功能,以保护人类工作者的安全。
5、直角坐标机器人:
- 直角坐标机器人,又称为龙门式机器人,通过三个相互垂直的轴线移动来实现定位,适合于搬运、装配、检测等任务。
- 这类机器人结构简单,易于编程和控制,适用于大范围、直线或平面运动的作业。
- 直角坐标机器人在自动化仓储、大型工件的搬运和组装等领域有广泛应用。
6、圆柱坐标机器人:
- 圆柱坐标机器人通过一个旋转轴和两个线性轴的组合来实现空间内的运动,适合进行圆周运动和径向运动。
- 圆柱坐标机器人常用于零件的插装、钻孔、铣削等加工操作,以及需要进行圆周运动的检测和装配任务。
- 这种类型的机器人结构紧凑,占地面积小,适合于空间有限的工作环境。
选择:
1、确定应用场合:
- 明确机器人将在何种环境中工作,例如是否为高温、潮湿或有粉尘的环境,不同的环境条件对机器人的材料和防护等级有不同的要求,在洁净室中工作的机器人需要具备更高的防尘防污染能力。
- 根据作业内容的不同,选择合适的机器人类型,如果是重复性高的简单搬运任务,可以选择SCARA或直角坐标机器人;若是复杂装配或精细操作,则可能需要多关节或协作机器人。
2、考虑有效负载:
- 有效负载是指机器人在其工作空间可以携带的最大负荷,选择机器人时,必须确保其承载能力满足作业需求,搬运重型工件的机器人应具有较高的负载能力。
- 同时要注意负载曲线,即机器人在不同位置的承载能力可能有所不同,这关系到机器人在实际操作中的稳定性和安全性。
3、评估自由度:
- 自由度是指机器人的独立运动轴数量,轴数越多,机器人的动作越灵活,能完成的任务也越复杂,六轴机器人比四轴机器人具有更高的灵活性和更广的操作范围。
- 在选择时应根据实际应用需求来决定所需的自由度,对于简单的直线或平面运动,可能不需要太多轴;而对于需要在狭小空间内进行复杂动作的应用,则需要更多轴的机器人。
4、检查最大作动范围:
- 最大作动范围是指机器人能够达到的最大距离,这个参数对于确定机器人能否覆盖整个工作区域至关重要,如果机器人需要跨越较大的工作台或在不同工位之间移动,就需要有更大的作动范围。
- 在选择时,应参考制造商提供的动作范围图,以确保所选机器人能够满足实际的工作空间需求。
5、考虑运转速度:
- 运转速度直接影响到生产效率,在选择机器人时,需要考虑其最大速度和加速度是否符合生产节拍的要求,对于高速生产线上的搬运和组装任务,需要选择运转速度快的机器人。
- 同时要考虑到机器人在实际操作中的加减速过程,这会影响到实际的工作效率和稳定性。
6、关注刹车和转动惯量:
- 刹车系统对于确保机器人在停止时的准确性和安全性非常重要,一些应用场景可能需要机器人在所有轴上都配备刹车。
- 转动惯量关系到机器人启动和停止时的平稳性,在选择时,应确保机器人的转动惯量符合操作要求,以避免因惯性过大而导致的定位不准确或机械损坏。
7、注意防护等级:
- 如果机器人将在特殊环境下工作,如与食品接触、医疗环境或存在易燃易爆气体的场所,需要选择合适的防护等级,与食品相关的产品可能需要达到IP67的防护等级。
- 防护等级的选择不仅关系到机器人的安全性,还影响到其长期运行的稳定性和维护成本。