客戶在選擇機(jī)器人的時候不僅要關(guān)注負(fù)載,還要關(guān)注其末端大工作空間,即機(jī)器人末端可達(dá)位置點的臂展與大拾取高度。臂展,是指并聯(lián)機(jī)器人末端在水平面上的大工作直徑,機(jī)器人P點在水平面可達(dá)到的遠(yuǎn)點到機(jī)器人基座中心點的距離則為大工作半徑,即臂展的一半。大拾取高度即大垂直運(yùn)動范圍,是指機(jī)器人P點能夠到達(dá)的低點(通常低于機(jī)器人的動平臺)與高點之間的范圍。
但在實際應(yīng)用中,不同的機(jī)器人、不同的應(yīng)用場景都影響著機(jī)器人臂展的選擇。尤其在進(jìn)行機(jī)器人選型時,以下幾個技術(shù)點要特別注意:
1.機(jī)器人末端可達(dá)工作空間分為全工作空間與有很高的效率性工作空間
以并聯(lián)機(jī)器人為例,全工作空間是給定所有位姿時機(jī)器人末端可達(dá)點的集合,可利用圓弧相交的方法獲得,其形狀為一個似傘形的三維空間
有很高的效率工作空間定義的前提在于機(jī)器人驅(qū)動機(jī)構(gòu)的限位條件,該條件是通過排除機(jī)器人末端的奇異姿態(tài)以及實體零部件的干涉情況而給定的安穩(wěn)限位角度。因而,很高的效率工作空間是指在安穩(wěn)限位角度范圍內(nèi)機(jī)器人末端可達(dá)到的大很高的效率工作區(qū)域,為直觀體現(xiàn)有高的效率性工作空間,其圖形簡化為一個圓柱與倒圓臺組合的柱形空間
考慮客戶實際應(yīng)用情況,本文定義的有高的效率工作空間圖形D主要由1個圓柱體、2個倒圓臺組成的(如上圖所示),其中D3所示的倒圓臺近似于倒圓錐。機(jī)器人末端在有高的效率工作空間D內(nèi),使得機(jī)器人整體剛性的大致規(guī)律為:水平方向上,P點由基座中心點至遠(yuǎn)點時剛性逐漸減弱;垂直方向上:P點由基座中心點至低點時剛性逐漸減弱。機(jī)器人的實際零部件結(jié)構(gòu)的不同導(dǎo)致剛性減弱程度不同。
2.實際應(yīng)用中的拾放跨度需要至少小于臂展20CM
每一個公司都會給出機(jī)器人的運(yùn)動范圍,但若是將機(jī)器人置入實際集成解決方案時,負(fù)載、拾放跨度、拾放節(jié)拍、傳送帶的運(yùn)行速度等相關(guān)因素均是影響臂展選型的重要因素。
以下圖為例,機(jī)器人工作空間與傳送帶的工作空間重合的部分構(gòu)成了集成方案的有高的效率的拾取空間,位于傳送帶位置上的A、B兩個物品因所處位置不同,經(jīng)過傳送帶時,停留在有意義拾取空間的時間不同,當(dāng)機(jī)器人本體臂展選擇較小時,傳遞帶拾取易出現(xiàn)盲點,更大的臂展也意味著更大的有意義拾取空間。
3.并聯(lián)更具空間占地面積的優(yōu)勢,大臂展也可以大速度
相比其他工業(yè)機(jī)器人,末端自由度與工作空間原本并不是并聯(lián)機(jī)器人所擅長的領(lǐng)域;且較大的臂展必然掣肘移動速度,生產(chǎn)效率無法得到實質(zhì)性提升;:超“大臂展實用場景多為搬運(yùn)較重物體,難度很高的運(yùn)行范圍、高速、較高負(fù)載對于結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性要求很高,而這些困難隨著2019年1月D-2600的問世得以改變,2600mm的“超”大臂展在并聯(lián)機(jī)器人領(lǐng)域內(nèi)屬前列。
該本體屬于客戶定制款,屬3+1軸產(chǎn)品系列,原是為解決客戶減少占地面積需求于18年11月份正式立項,耗時2個月,近日完成了后In-house試驗階段,除實現(xiàn)臂展2600mm之外,高拾取高度達(dá)到890mm,標(biāo)準(zhǔn)節(jié)拍(25-305-25門型軌跡)120次/分鐘,重復(fù)定位精度±0.1mm,不日將在客戶現(xiàn)場投入測試。
在臂展大的情況下,盡可能保證速度及負(fù)載的良好表現(xiàn),勃肯特機(jī)器人研究院在機(jī)械結(jié)構(gòu)方面又有新突破。除傳承勃肯特三加一軸原有的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢外,受中國傳統(tǒng)建筑榫卯結(jié)構(gòu)方式的啟發(fā),機(jī)器人研究院大膽嘗試具有高剛性特征的復(fù)合式定平臺,該結(jié)構(gòu)大大提升了大臂展結(jié)構(gòu)運(yùn)行中的穩(wěn)定性,避免了高負(fù)載及高速運(yùn)轉(zhuǎn)下的剛性誤差問題;減速機(jī)電機(jī)一體化的設(shè)計,質(zhì)量輕、體積小,旋轉(zhuǎn)精度高,扭矩大;第四軸配套的模塊化的旋轉(zhuǎn)單元,為大負(fù)載高精度的應(yīng)用場合提供有意義的解決方案,工件能夠?qū)崿F(xiàn)精細(xì)準(zhǔn)確擺放無需設(shè)計二次定位裝置。
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發(fā)布日期:2021-03-15 17:16
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發(fā)布日期:2019-05-09 14:23
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