xy工作臺的滑軌教學文案

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。xy工作臺的滑軌-一、直角坐標系機器人的基礎知識一、機器人（機械手）工作原理控制器發(fā)出控制指令，控制伺服電機等動力元件，由伺服電機等驅(qū)動直線坐標軸實現(xiàn)空間多自由度運動，從而實現(xiàn)運動空間內(nèi)任意點的定位運動。終端執(zhí)行機構(gòu)在控制器的統(tǒng)一協(xié)調(diào)控制下，實現(xiàn)對目標的處理。二、機器人（機械手）特點1、機器人特別適用于多品種變批量的柔性化生產(chǎn)，可長時間連續(xù)性工作；2、準確度高，抗惡劣環(huán)境，高速度高精度高可靠性，便于操作和維護。三、機器人（機械手）主要組成部分：1、執(zhí)行運動機構(gòu)（直角坐標定位主體機構(gòu)）；2、控制器（可重復

2、編寫控制程序的工業(yè)計算機）；3、伺服驅(qū)動系統(tǒng)（伺服電機及驅(qū)動器）；4、終端執(zhí)行機構(gòu)（如機械抓手、激光頭、探測儀等）；5、附屬產(chǎn)品（安裝架、連接件、電控柜等）。二、什么是直角坐標機器人直角坐標機器人簡述機器人越來越多的被人們并應用，作為機器人的一種，直角坐標機器人以其特有的優(yōu)點，在工業(yè)中的應用越來越多。大大多數(shù)人對他還不夠了解，到底什么是直角坐標機器人呢？直角坐標機器人是工業(yè)應用中，能夠?qū)崿F(xiàn)自動控制的、可重復編程的、多功能的、多自由度的、運動自由度間成空間直角關系、多用途的操作機。他能夠搬運物體、操作工具，以完成各種作業(yè)。關于機器人的定義隨著科技的不斷發(fā)展，在不斷的完善，直角坐標機器人作為機器人

3、的一種，其含義也在不斷的完善中。根據(jù)對于這一概念的分析，我們作如下闡述：一、直角坐標機器人的特點：1、多自由度運動，每個運動自由度之間的空間夾角為直角。2、自動控制的，可重復編程，所有的運動均按程序運行。3、一般由控制系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、機械系統(tǒng)、操作工具等組成。4、靈活，多功能，因操作工具的不同功能也不同。5、高可靠性、高速度、高精度。6、可用于惡劣的環(huán)境，可長期工作，便于操作維修。二、直角坐標機器人的應用：因末端操作工具的不同，直角坐標機器人可以非常方便的用作各種自動化設備，完成如焊接、搬運、上下料、包裝、碼垛、拆垛、檢測、探傷、分類、裝配、貼標、噴碼、打碼、（軟仿型）噴涂、目標跟隨、排爆等一

4、系列工作。特別適用于多品種，便批量的柔性化作業(yè)，對于穩(wěn)定，提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高勞動生產(chǎn)率，改善勞動條件和產(chǎn)品的快速更新?lián)Q代期著十分重要的作用。三、直角坐標機器人的分類：1、按用途分：焊接機器人、碼垛機器人、涂膠（點膠）機器人、檢測（監(jiān)測）機器人、分揀（分類）機器人、裝配機器人、排爆機器人、醫(yī)療機器人、特種機器人等。2、按結(jié)構(gòu)形式分：壁掛（懸臂）機器人、龍門機器人、倒掛機器人等3、按自由度分：兩坐標機器人、三坐標機器人、四坐標機器人、五坐標機器人、六坐標機器人。還有其他一些分法，這里就不一一介紹了。四、直角坐標機器人核心元件直線定位單元為了降低直角坐標機器人的成本，縮短產(chǎn)品的研發(fā)周期，增加產(chǎn)品的可

5、靠性、提高產(chǎn)品性能，在歐美的許多國家都已將直角坐標機器人模塊化，而直線定位單元（系統(tǒng)）則是模塊化的最典型的產(chǎn)品。一個完整的定位單元（系統(tǒng)）由幾部分組成1、定位體型材：作為軌道的安裝支撐部分，該型材不同于一般的框架型材，它要求非常高的直線度，平面度。2、運動軌道：安裝在定位體型材上，直接支撐運動的滑塊。一個定位體型材（系統(tǒng)）上，可能安裝一根運動軌道，也可能安裝多根運動軌道，軌道的特性及數(shù)量直接影響定位單元（系統(tǒng)）的力學特性。組成定位系統(tǒng)的軌道種類很，通用的有直線滾珠軌道，直線圓柱鋼軌道。3、運動滑塊：由負載安裝板、軸承架、滾輪組（滾珠組）、除塵刷、潤滑腔、密封蓋組成。運動滑塊與軌道通過滾輪或滾珠

6、藕合在一起。實現(xiàn)運動的導向。4、傳動元件：通用的傳動元件有同步帶、齒形帶、絲杠/滾珠絲杠、齒條、直線電機等。5、軸承及軸承座：用于安裝傳動元件及驅(qū)動元。五、直角坐標機器人驅(qū)動元件電機驅(qū)動系統(tǒng)直線定位單元（系統(tǒng)）之所以能夠?qū)崿F(xiàn)精確的運動定位，是由電機驅(qū)動系統(tǒng)決定的。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)、直線伺服電機/直線步進電機驅(qū)動系統(tǒng)。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，將其加載在驅(qū)動電機的強電上，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。在要求高動態(tài)，高速運行狀態(tài)、大功率驅(qū)動等場合多用交流/支流伺服電機系統(tǒng)作為驅(qū)動；在要

7、求低動態(tài)，低速運行狀態(tài)、小功率驅(qū)動等場合可用步進電機系統(tǒng)作為驅(qū)動；而在在要求極高動態(tài)，高速運行狀態(tài)、高定位精度等場合才會用到直線伺服系統(tǒng)驅(qū)動。六，直角坐標機器人的靈魂控制器為實現(xiàn)機器人的靈活多變的運動功能、迅速的反應處理功能，機器人必須要有一個大腦控制器?？刂破鞯墓δ苁侵噶钤?，它可以根據(jù)編號的程序時時發(fā)出控制指令、時刻接受反饋信號、時刻判斷處理信息。根據(jù)功能的不同，控制器可以有很多種：1、工控機與運動控制卡的組合：運動控制卡借用計算機的資源，利用自身的運動控制功能實現(xiàn)控制。2、脫機運動控制卡：借用計算機編好程序，可將程序自我存儲，脫機運行。3、PLC-借用計算機編好程序，可將程序自我存儲，脫機

8、運行。4、專用控制器。七，直角坐標機器人的終端設備操作工具直角坐標機器人的終端設備應用途不同，可以裝配各種各樣的操作工具：如焊接機器人的終端操作工具是焊槍：碼垛機器人終端操作工具是抓手；涂膠（點膠）機器人終端操作工具是膠槍、檢測（監(jiān)測）機器人終端操作工具是相機或激光。有些工作復雜的工作，單一操作工具不能完成，需要安裝兩個或以上操作工具才可以。如對于非固定軌跡運動物體的抓取除需要機械抓手外，還需要一個相機，時刻跟蹤計算物體的空間位置。三、直角坐標系機器人的各種結(jié)構(gòu)形式：一、單軸定位單元組合結(jié)構(gòu)單方向運動平臺，只能實現(xiàn)一個方向定位運動。詳圖查看HYPERLINK/UploadFile/images

9、/200666143520697.pdft_blankpdf1文件.pdf二、二維龍門組合結(jié)構(gòu)兩方向運動平臺，能實現(xiàn)兩個方向定位運動；穩(wěn)定性高；較大的負載；較高的運行速度和重復定位精度.詳圖查看HYPERLINK/UploadFile/images/200666141750585.pdft_blankpdf2文件.pdf三、三維懸臂組合結(jié)構(gòu)三方向運動平臺，能實現(xiàn)三個方向定位運動；當懸臂較大、負載較大時，必須考慮比例因素：如形變、振動、壽命.我們目前能夠?qū)崿F(xiàn)的負載10Kg，行程600020002500，速度1000mm/s詳圖查看HYPERLINK/UploadFile/images/20066

10、6141923554.pdft_blankpdf3文件.pdf四、三維龍門組合結(jié)構(gòu)三方向運動平臺，能實現(xiàn)三個方向定位運動；該結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性高；較大的負載；較高的運行速度；重復定位精度。我們目前能夠?qū)崿F(xiàn)的負載100Kg，行程1000045001000，速度1000mm/s.詳圖查看HYPERLINK/UploadFile/images/20066614364596.pdft_blankpdf4文件.pdf五、多坐標結(jié)構(gòu)多方向運動平臺，該結(jié)構(gòu)一般根據(jù)客戶要求設計。詳圖查看HYPERLINK/UploadFile/images/200666144626492.pdft_blankpdf5文件.pdf四、

11、如何設計直角坐標機器人直角坐標機器人概念：工業(yè)應用中，能夠?qū)崿F(xiàn)自動控制的、可重復編程的、多功能的、多自由度的、運動自由度建成空間直角關系、多用途的操作機。他能夠搬運物體、操作工具，以完成各種作業(yè)。關于機器人的定義隨著科技的不斷發(fā)展，在不斷的完善，直角坐標機器人作為機器人的一種，其含義也在不斷的完善中。直角坐標機器人的特點：1、自由度運動，每個運動自由度之間的空間夾角為直角；2、自動控制的，可重復編程，所有的運動均按程序運行；3、一般由控制系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、機械系統(tǒng)、操作工具等組成。4、靈活，多功能，因操作工具的不同功能也不同。5、高可靠性、高速度、高精度。6、可用于惡劣的環(huán)境，可長期工作，便于操

12、作維修。直角坐標機器人的應用：因末端操作工具的不同，直角坐標機器人可以非常方便的用作各種自動化設備，完成如焊接、搬運、上下料、包裝、碼垛、拆垛、檢測、探傷、分類、裝配、貼標、噴碼、打碼、（軟仿型）噴涂、目標跟隨、排爆等一系列工作。特別適用于多品種、便批量的柔性化作業(yè)，對于穩(wěn)定提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高勞動生產(chǎn)率，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。了解了直角坐標機器人的特點及應用后，我們會想到一個問題：如何設計直角坐標機器人呢？本文以力拓公司多年的設計經(jīng)驗和成功案例為基礎做一闡述：一、機器人設計特點：1、機器人的設計是一個復雜的工作，工作量很大，涉及的知識面很多，往往需要多人完成；2、

13、機器人設計是面向客戶的設計，不是閉門造車。設計者需要經(jīng)常和用戶在一起，不停分析用戶要求，尋求解決方案；3、機器人設計是面向加工的設計，再好的設計，如果工廠不能加工出產(chǎn)品，設計也是失敗的，設計者需要掌握大量的加工工藝及加工手段。4、機器人設計是一個不斷完善的過程。二、機器人設計流程：1、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)生而設計的，設計的第一步就是要將使用要求分析清楚，設計是需要有確定的參數(shù)；（1）機器人的定位精度，重復定位精度；（2）機器人的負載大小，負載特性；（3）機器人運動的自由度數(shù)量，每自由度的運動行程；（4）機器人的工作周期或運動速度，加減速特性；（5）機器人的運動軌跡

14、，動作的關聯(lián)；（6）機器人的工作環(huán)境、安裝方式；（7）機器人的運行工作制、運行壽命。（8）其他某些特殊要求。2、基本機械模型初建：機器人從機械結(jié)構(gòu)分大體可分為龍門結(jié)構(gòu)、壁掛結(jié)構(gòu)，垂掛結(jié)構(gòu)，根據(jù)安裝空間的要求選擇不同的結(jié)構(gòu)，每種結(jié)構(gòu)的力學特性、運動特性都是不一樣的。后續(xù)的設計必須是基于一個確定的結(jié)構(gòu)。3、運動性能計算：有關該性能的參數(shù)有：（1）平均速度：V=S/t（2）最大速度：Vmax=at（3）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、力學特性分析一個機器人是由許多定位單元組成的，每根定位系統(tǒng)都要分析。需要分析的項目如下：（1）水平推力F

15、x（2）正壓力Fz（3）側(cè)壓力FyMx、My、Mz5、機械強度校核每個定位單元，每個梁都要進行校核，尤其雙端支撐梁和懸臂梁。（1）撓度變形計算F：負載（N）；L：定位單元長度（mm）；E：材料彈性模量；I：材料截面慣性矩(mm4)；f：撓度形變（mm）注意：在計算撓度形變時，梁的自重產(chǎn)生的變形不能忽視，梁的自重按均布載荷計算。以上公式計算的是靜態(tài)形變，實際應用中，因為機器人一直處于運動狀態(tài)，必須計算加速力產(chǎn)生的形變。形變直接影響機器人的運行精度。（2）扭轉(zhuǎn)形變計算當一根梁的一端固定，另一端施加一個繞軸扭矩后，將產(chǎn)生扭曲變形。實際應用中產(chǎn)生該形變的原因一般是負載偏心或有繞軸加速旋轉(zhuǎn)的物體存在。6

16、、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)、直線伺服電機/直線步進電機驅(qū)動系統(tǒng)。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，將其加載在驅(qū)動電機的強電上，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。需要計算的項目如下：（1）電機功率：（2）電機扭矩：（3）電機轉(zhuǎn)速：（4）減速機減速比（5）電機慣量/負載慣量的匹配關系其他計算公式及計算方法請與力拓公司聯(lián)系。7、機械結(jié)構(gòu)設計在完成了前面六項工作后，一個直角坐標機器人定位系統(tǒng)的雛形就已經(jīng)在設計者的腦中產(chǎn)生了，接下來的工作就是將雛形畫成工程圖，以便生產(chǎn)。機器人運動的特點，我們建議用戶用三維軟件設計，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，靈活多變，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。8、設備壽命校核機械結(jié)構(gòu)設計完成后，要對整臺設備進行壽命計算，核心元件的壽命到要計算，如機器人軌道的壽命，減速機的壽命，伺服電機的壽命等。機器人的運行壽命與運行速度、負載大小、結(jié)構(gòu)形式、工作環(huán)境、工作制等有關。如果發(fā)現(xiàn)機器人的運行壽命太短，需要重新調(diào)整設計。具體計算方法請與沈陽力拓公司聯(lián)系。9、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，不能執(zhí)行任何動