沈陽(yáng)萊茵機(jī)電有限公司  供稿

直角坐標(biāo)機(jī)器人被廣泛應(yīng)用于各種自動(dòng)化生產(chǎn)線中完成碼垛搬運(yùn),、上下料,、供料、裝配,、檢測(cè),、焊接和涂膠等任務(wù)。它以行程大,，負(fù)載能力強(qiáng),，精度高，組合方便,，性價(jià)比非常高,，易編程，易維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)而深受各個(gè)行業(yè)專家和操作者的稱贊,。但在完成一些需要進(jìn)入小空間的作業(yè)時(shí),，不由關(guān)節(jié)機(jī)器人靈活。如果能把直角坐標(biāo)機(jī)器人和關(guān)節(jié)機(jī)器人二者的部分功能及特點(diǎn)結(jié)合起來(lái),，就能保持直角坐標(biāo)機(jī)器人優(yōu)點(diǎn)的同時(shí),，擴(kuò)張其應(yīng)用領(lǐng)域及應(yīng)用靈活性。為此一些企業(yè)和科學(xué)家不斷努力來(lái)實(shí)現(xiàn)這種組合。其中以DMT的混合型機(jī)器人最為典型,，下面就對(duì)其簡(jiǎn)單介紹,。

一、混合機(jī)器人的組成

如圖1所示六自由度混合機(jī)器人由三個(gè)直線運(yùn)動(dòng)軸,，兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸和一個(gè)擺動(dòng)軸組成,。圖1中六自由度混合型機(jī)器人的三個(gè)直線運(yùn)動(dòng)軸是懸臂型直角坐標(biāo)機(jī)器人。在上下運(yùn)動(dòng)的Z軸下端帶動(dòng)一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸,，而旋轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)一個(gè)擺動(dòng)軸,，擺動(dòng)軸末端再帶動(dòng)一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸。最末端的旋轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)手爪,。由于兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸和擺動(dòng)軸其實(shí)就是關(guān)節(jié)機(jī)器人的末端三個(gè)運(yùn)動(dòng)軸,，所以六軸混合機(jī)器人就是三軸直角坐標(biāo)機(jī)器人加上關(guān)節(jié)機(jī)器人的三個(gè)最末端運(yùn)動(dòng)軸組合而成。根據(jù)實(shí)際需要,，混合型機(jī)器人的直線運(yùn)動(dòng)軸也可以是二維的XY軸結(jié)構(gòu)或XZ軸結(jié)構(gòu),，也可以是龍門式結(jié)構(gòu)。其各個(gè)直線運(yùn)動(dòng)軸的行程及承載能力可以按要求去做,。

二,、混合機(jī)器人的特點(diǎn)

1、工作空間 

具有直角坐標(biāo)機(jī)器人的大行程,，大跨度的優(yōu)點(diǎn),。比如拼裝后X軸可達(dá)到100m，Y軸20m,；總之可以按要求組合成所需工作空間的大型機(jī)器人,。

2、組合形式 

混合型機(jī)器人的直線運(yùn)動(dòng)軸也可以是二維的XY軸結(jié)構(gòu)或XZ軸結(jié)構(gòu),，也可以是龍門式結(jié)構(gòu),。根據(jù)每個(gè)直線運(yùn)動(dòng)軸的行程及承載能力還可以是多根組合來(lái)保證各個(gè)軸不變形，有足夠的強(qiáng)度,。最末端的三個(gè)旋轉(zhuǎn)軸也可以選擇為兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸,。總之混合型機(jī)器人完全可以設(shè)計(jì)成所以的結(jié)構(gòu)形式及工作行程,。

3,、負(fù)載能力

直角坐標(biāo)型的龍門框架結(jié)構(gòu),，承載能力強(qiáng),，可無(wú)限擴(kuò)展，穩(wěn)定可靠,，造價(jià)相對(duì)低很多,。抓取物體的能力主要受三個(gè)末端旋轉(zhuǎn)軸的限制。目前配合手爪后可以抓取的物體重量是：25公斤，50公斤和100公斤三種型號(hào),。

4,、工作精度

通常單根直線運(yùn)動(dòng)軸的重復(fù)定位精度0.05mm，而絲杠驅(qū)動(dòng)型和精密齒輪齒條驅(qū)動(dòng)型可達(dá)0.01mm,，甚至更高,。還可以加位置反饋信號(hào)，比如磁珊來(lái)提高定位精度,。最后綜合精度取決于末端的三個(gè)旋轉(zhuǎn)軸,。

5、安裝調(diào)式簡(jiǎn)單

混合型機(jī)器人是模塊化結(jié)構(gòu),，在裝配廠全部預(yù)連接運(yùn)行,，然后拆裝出廠。現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)螺栓簡(jiǎn)單拼裝,，調(diào)水平即可電氣調(diào)試,，用戶甚至可以自行完成機(jī)械安裝。龍門式框架為整個(gè)安裝空間,，其工作空間也在框架范圍內(nèi),。不需要非常專業(yè)人員調(diào)式，簡(jiǎn)單安裝,，調(diào)式和以后服務(wù)費(fèi)用低,。

6、后期維護(hù)費(fèi)用低 

不需要非常專業(yè)人員調(diào)式,，簡(jiǎn)單安裝,，調(diào)式和后期維護(hù)費(fèi)用低。而關(guān)節(jié)機(jī)器人的編程和操控必須由供應(yīng)商通過(guò)專業(yè)培訓(xùn)才能完成（廠家軟件編程費(fèi)用300元/小時(shí)）,，而且特殊軟件需要收費(fèi),。

7、性價(jià)比高：無(wú)論首次購(gòu)買,，還是后期服務(wù)費(fèi)用都遠(yuǎn)低于關(guān)節(jié)型機(jī)器人,。



圖1是一個(gè)典型的3D直角坐標(biāo)機(jī)器人，它由X軸,Y軸,Z軸及驅(qū)動(dòng)電機(jī)組成,。此外一個(gè)完整的機(jī)器人系統(tǒng)還需要控制系統(tǒng)和手抓,。



三、混合機(jī)器人的部分應(yīng)用 

1,、除完成傳統(tǒng)的直角坐標(biāo)機(jī)器人任務(wù)外,，更適合給臥加和立加上下料。它的結(jié)構(gòu)形式使手爪可以更方便伸入到機(jī)床防護(hù)罩內(nèi)部的工作臺(tái)上,。

2,、如果被抓取工件給多臺(tái)設(shè)備上下料，需要對(duì)零件進(jìn)行水平旋轉(zhuǎn)，甚至上下翻轉(zhuǎn)才能完成各個(gè)設(shè)備的上下料工作,，那么混合型機(jī)器人就非常合適,。這類應(yīng)用非常多，比如一臺(tái)機(jī)器人同時(shí)給車床和淬火設(shè)備上下料,。

3,、無(wú)論是冷沖壓，還是熱沖壓有時(shí)需要把鋼板伸入到上下模中間,，那么混合機(jī)器人就非常合適,。還有一些立式加工中心的防護(hù)門全開時(shí)，零件也不能從正上方向放下,，要從前面伸到里面去,。

總之需要從側(cè)面把零件伸到工作臺(tái)上方，或零件從一臺(tái)設(shè)備到令一臺(tái)設(shè)備間搬運(yùn)時(shí)必須旋轉(zhuǎn)或翻轉(zhuǎn),，這類大負(fù)載的搬運(yùn)和上下料應(yīng)用等,，混合機(jī)器人是非常合適的。