工业机器人按坐标形式主要分为直角坐标型、圆柱坐标型、球坐标型、关节坐标型和平面关节型这五种,以下是对它们的具体介绍及各自的优势分析:
1、直角坐标型机器人
结构特点:直角坐标型机器人的运动部分由三个相互垂直的直线移动轴组成,一般为X、Y、Z轴,其工作空间图形为长方体。
优势:这种机器人结构简单,运动直观性强,定位精度高,控制无耦合,由于其运动轨迹易于编程和预测,因此在需要高精度定位和重复运动的应用场景中表现出色。
2、圆柱坐标型机器人
结构特点:圆柱坐标型机器人由旋转基座、垂直移动和水平移动轴构成,具有一个回转和两个平移自由度,其动作空间呈圆柱形,坐标系以R、θ和Z来定义。
优势:与直角坐标型机器人相比,圆柱坐标型机器人在相同的工作空间条件下,机体所占体积小,而运动范围大,它的位置精度仅次于直角坐标型机器人,适用于需要较大运动范围但精度要求略低的场景。
3、球坐标型机器人
结构特点:球坐标型机器人也称为极坐标型机器人,其手臂的运动由两个转动和一个直线移动所组成,即RRP(一个回转,一个俯仰和一个伸缩运动),其工作空间为一球体。
优势:球坐标型机器人可以作上下俯仰动作并能抓取地面上或较低位置的工件,位置精度高,位置误差与臂长成正比,这种结构紧凑,所占空间体积小于直角坐标和柱面坐标机器人,适用于需要灵活抓取不同高度和位置工件的场景。
4、关节坐标型机器人
结构特点:关节坐标型机器人主要由底座、大臂和小臂构成,大臂和小臂能在通过底座的垂直平面内进行运动,大臂和小臂之间的连接点称为肘关节,而大臂和底座之间的连接点称为肩关节,在水平平面上的旋转运动,可以通过肩关节完成,或者绕底座旋转来实现。
优势:关节坐标型机器人的结构最紧凑,灵活性大,占地面积最小,能与其他工业机器人协调工作,它能够绕过障碍物提取和运送工件,适用于复杂环境下的作业。
5、平面关节型机器人
结构特点:平面关节型机器人采用一个移动关节和两个回转关节(即PRR),移动关节实现上下运动,而两个回转关节则控制前后、左右运动。
优势:这种形式的工业机器人又称SCARA(Selective Compliance Assembly Robot Arm)装配机器人,在水平方向则具有柔顺性,而在垂直方向则有较大的刚性,它结构简单,动作灵活,多用于装配作业中,特别适合小规格零件的插接装配,如在电子工业的插接、装配中应用广泛。
不同的工业机器人按坐标形式各有其独特的优势,这些优势使得各类机器人能够在不同的应用场景中发挥出最大的效能,随着技术的不断进步和应用需求的日益多样化,工业机器人将继续朝着更加智能化、柔性化和高效化的方向发展。