一 機器人的組成
一個典型的3D直角坐標機器人結(jié)構(gòu)圖,它由X軸,Y軸,Z軸及驅(qū)動電機組成。下面分別予以介紹,以便更好地了解直角坐標機器人的日產(chǎn)保養(yǎng)。
1 直線運動軸
每個運動軸主要由支撐載體的鋁型材或鋼型材和被安裝在型材內(nèi)部的直線導(dǎo)軌、運動滑塊以及作為帶動滑塊做高速運動的同步帶等組成。
2 運動軸的驅(qū)動系統(tǒng)
直角坐標機器人的傳動主要是通過驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)動帶動同步帶運動,同步帶帶動直線導(dǎo)軌上的滑塊運動。當驅(qū)動軸的最高轉(zhuǎn)速低于600轉(zhuǎn)/分時通常選用步進電機,否則選用交流伺服電機。
3 各個運動軸間的連接板
各個軸間是通過連接板連接在一起的。連接板的方式及強度非常重要,它直接關(guān)系到所設(shè)計生產(chǎn)的機器人能否長期高速高效穩(wěn)定工作,要由有多年實際經(jīng)驗的師父來設(shè)計。連接板設(shè)計不好也會帶來很多問題。
4 直角坐標機器人的控制系統(tǒng)
機器人要在一定時間內(nèi)完成特定的任務(wù),比如每10秒內(nèi)完成一次搬運工作,就需要一個機器人大腦。這個機器人大腦就是機器人的控制系統(tǒng),它通常是數(shù)控系統(tǒng),PLC,工控機加運動控制卡和帶軸卡功能的驅(qū)動電機。
5 直角坐標機器人的末端操作器——手爪系統(tǒng)
根據(jù)其具體應(yīng)用情況,其手爪系統(tǒng)可能是氣動吸盤、氣動夾取手爪、電動夾取手爪、電磁吸取手爪、焊槍、膠槍、專用工具和檢測儀器等,在很多場合可以一次抓取多個工件。
二 直角坐標機器人的主要特點
1 任意組合成各種樣式:每根直線運動軸最長是6米,其帶載能力從10公斤到200公斤。在實際應(yīng)用中已有近百種結(jié)構(gòu)的直角坐標機器人,這些結(jié)構(gòu)也可以任意組合成新的結(jié)構(gòu)等。
2 超大行程:因為單根龍門式直線運動單元的長度是6米,還可以多根方便地級連成超大行程,所以其工作空間幾乎沒有限制,小到手機點膠機,大到24米長行程的切割機,8米長行程鉆銑床,6米*6米*3米的檢測機器人等。超大行程時要采用直線導(dǎo)軌和齒條傳動方式。
3 負載能力強:單根直線運動單元的負載通常小于200公斤。但當采用雙滑塊或多滑塊剛性聯(lián)結(jié)時負載能力可以增加5到10倍。當把兩根或四根直線運動單元并排接起來使用時,其負載可以增加2到4倍。當采用多根多滑塊結(jié)構(gòu)時其負載能力可增加到數(shù)噸。
4 高動態(tài)特性:輕負載時其最大運行速度可達到每秒8米,加速度可達到每秒20米。使其具有很高的動態(tài)特性,工作效率非常高,通常在幾秒內(nèi)完成一個工作節(jié)拍。
5 高精度:按傳動方式及配置在整個行程內(nèi)其重復(fù)定位精度可達到0.05mm到0.01mm。
6 擴展能力強:可以方便改變結(jié)構(gòu)或通過編程來適合新的應(yīng)用。
7 高度穩(wěn)定性:必需要長期高速高效地工作,一次誤動作,或不能保質(zhì)保量工作都會給用戶帶來很大的麻煩。
三 直角坐標機器人的保養(yǎng)
在前面已經(jīng)介紹了直線運動單元內(nèi)部含有鋼柱導(dǎo)軌或直線導(dǎo)軌及其主要特點。通常機器人的每個運動軸在經(jīng)過一定長度的運動后要周期性的通過滑塊的注油孔給直線導(dǎo)軌加注潤滑油。隨機器人使用環(huán)境的不同和工作速度不同,其注油的周期也不同。在食品和玻璃切割等行業(yè)要選用帶防塵帶的運動軸和縮短注油周期,在有噴水的場合也要縮短注油周期。下面是必須做的保養(yǎng)工作。
1 每周用油布擦導(dǎo)軸鋼柱
每周用油布擦直線運動單元內(nèi)部含有鋼柱導(dǎo)軌或直線導(dǎo)軌,使其表面沒有灰塵及有一層油膜。所用的油就是機床用運滑油。推薦潤滑油類型:要滿足 ISO VG 220, Molyduval, Biolub 220,采用20或40號機械油。
2 每月給油氈的注滿油
為了確保導(dǎo)軸得到充足的潤滑, 要每月一次給油氈墊拄滿油。它可以通過緊固在滑塊前端的潤滑孔進行再次注油。潤滑時間間隔由周圍的環(huán)境決定,如灰塵多導(dǎo)軌上油少了就要注油。壓注式油杯被成對的固定在滑塊正面的尾端。為了能給導(dǎo)軸進行完全的潤滑,必須確保最小的行程超過滑塊的長度。
3 調(diào)節(jié)齒形帶張力
通常境況下每3個月要調(diào)節(jié)齒形帶張力,如果負載很大,或運動速度很高及加速度較大就要2個月調(diào)節(jié)一此齒形帶張力。。高速及精度要求不高情況下,齒形帶張力可以小些,反之要大些,詳細數(shù)據(jù)及有關(guān)齒形帶張力的調(diào)節(jié)方法請與沈陽百格機器人公司聯(lián)系
4 滑塊與鋼柱導(dǎo)軸的相對運動
通常情況下運行大約100公里后滑塊與導(dǎo)軌間的配合壓力就小了,需要調(diào)節(jié)滑塊與導(dǎo)軌間的配合壓力。詳細壓力數(shù)據(jù)及有關(guān)的調(diào)節(jié)方法請與沈陽百格機器人公司聯(lián)系。
5 周期性檢查
機器人在加速和減速時會產(chǎn)生強大的沖擊力,而且通常每天要工作24小時,所以機器人必須被牢固地安裝在支架上,以保證在長期高速高動態(tài)運動沖擊下,沒有任何晃動。但大負載長期高速高動態(tài)工作可能會使有的部位的螺絲松動,這時要請對機械設(shè)備有經(jīng)驗的工程師來找處原因,緊好松動的螺絲(有的部位必須帶膠)。還要經(jīng)常檢察每個運動軸的兩個限位開關(guān),保證其正確工作。
四 在用戶處可能出現(xiàn)的問題
1 噪音大了:看看是否要加潤滑油,其次再檢查有無螺絲松動。要從地腳,機器人支架,連接板到每根軌的齒型帶壓板等。還可能是齒形帶張力小了。根據(jù)出現(xiàn)的問題采取對應(yīng)解決措施。
2 震動大了:一定是那兒松動了,要細細排查。如果沒有發(fā)現(xiàn)機械方面的問題,就可能是有人改變了伺服電機的參數(shù),或控制系統(tǒng)里面的參數(shù)。通常要由有經(jīng)驗的操作員來操作和管理機器人。
3 某個軸不動了
控制系統(tǒng)出問題了,控制信號線斷了,伺服電機壞了,連軸節(jié)壞了或連接松動了,而Neugart減速機從沒壞過。
4 速度慢了:沒有潤滑油了,粉塵多了要求驅(qū)動電機出力更大。解決辦法一是定期加注潤滑油,經(jīng)常用油布擦導(dǎo)軸鋼柱去掉粉塵及保證導(dǎo)軌一直均勻有潤滑油。如果速度還是上不去,就是驅(qū)動電機選小了點,解決辦法是減低加速度和減速度值。
5發(fā)生碰撞:檢查限位開關(guān),確保其可靠工作。檢查和調(diào)節(jié)齒形帶張力。檢查那兒螺絲松動了,要細細排查,特別是齒形帶張力機構(gòu)和所有連軸節(jié),緊好松動的螺絲(有的部位必須帶膠)。很多螺絲要用扭矩搬手,嚴格按德國百格拉公司定義的扭矩扭緊。具體扭矩數(shù)據(jù)及可能涉及的部位請與沈陽百格機器人公司聯(lián)系。
6 定位位置不準了:齒形帶張力小了和連軸節(jié)松動了都會產(chǎn)生運動位置不準。
7 換齒形帶:齒形帶是消耗品,通常一年更換一次。但更換的時機與負載大小,運動速度,加減速度值大小及工作方式和精度要求有關(guān)。如果精度要求有關(guān)可能五年更換一次。但按前面的方法無法滿足定位精度和降低噪音就該更換齒形帶。齒形帶雖然是標準產(chǎn)品,但建議大家請與沈陽百格機器人公司聯(lián)系,購買他們推薦的產(chǎn)品。
五 結(jié)論和展望
到目前為止真正出現(xiàn)的問題還是用戶機器人操作人員技術(shù)水平和責(zé)任心問題。有的南方小公司安排連小學(xué)都沒畢業(yè)的小伙子來操縱機器人。公司內(nèi)部沒有更高的電器人員,對數(shù)據(jù)系統(tǒng)和驅(qū)動電機幾乎一點也不懂,沒法培訓(xùn)好。在大型汽車配件廠,大學(xué)和有規(guī)模的企業(yè)其機器人運行非常好。隨著自動化程度、環(huán)保要求、衛(wèi)生規(guī)定、生產(chǎn)效率和人工費用的提高,技術(shù)人員數(shù)量和質(zhì)量的提高,直角坐標機器人在中國也必將被更多行業(yè)成功廣泛地采用。