文章作者：沈阳力拓自动化控制技术有限公司 杨树彬  

 

 

关键词：直角坐标机器人、涂胶机、伺服运动、运动控制

 

    随着机器人技术的发展，直角坐标机器人技术在各行各业中得到了广泛的应用。直角坐标机器人作为执行机构，具用控制方便，执行动作灵活，可以实现复杂的空间轨迹控制。沈阳力拓自动化控制技术有限公司在多年机器人技术应用、数控技术和产品研发基础上，依托德国BAHR公司直线定位系统性及机械手臂开发出了价比优良的系列数控涂胶机器人，广泛应用在汽车、家电等行业，是汽车等行业重要的加工装备。

 

    直角坐标机器人在移载机上的使用，一般作为物料变位，它与码垛机有很多相似之处，但移载机不要求按排按层摆放物体，而只是件物体有一个位置移到另一个位置。

要求：将物体移到加工区，进行加工，加工完成后，移回原位；

  运动空间为二维，XZ方向。

  行程：X方向3000mm,  Z方向2000mm,

  提升负载重量为1500Kg, 

  物体外形轮廓：2000mmx1000 mmx100mm

  最快速度为1000mm/s，平均速度为500mm/s。

  定位精度：0.5mm

 

    该设备的特点是负载大，运行速度较快， X,,Z两坐标均选择为同步齿形带传动，单坐标重复定位精度为0.1mm，最快直线运动速度：1000mm/s。

    X坐标轴行程3000mm,总长就要达到约5000mm，两端支撑结构，如果选择通常铝型材定位单元构建，即使选者最大截面的ALLZ系列产品，也将产生较大的挠度形变。为此我们选择了两根钢结构定位系统作为X轴定位单元。同步轴保证两根定位系统运动的同步，由一台伺服电机驱动。出于驱动扭矩及惯量的匹配，需要配一台行星减速机。该案例中以独特的机构要求，我们将驱动安装在两个定位单元的中间，由一台双输出轴减速机将动力传输给两个定位单元。

 

 

    Z轴选用BAHR公司最大提升拉力的定位单元ELFZ125，双滑块全包围，牢固稳定。该产品是专为提升重载物体而设计的，驱动源在滑块安装上。因物体备抓取的面积较大，为平衡负载，我们选者了两个ELFZ125定位单元作为提升动力轴。这两个定位单元由一根同步轴保证运动的同步，由一台伺服电机驱动。出于驱动扭矩及惯量的匹配，需要配一台行星减速机。我们将驱动安装在两个定位单元的中间，由一台双输出轴减速机将动力传输给两个定位单元。

 

 

    该码垛机器人的选用具有Profibus 功能的伺服电机。每个运动轴配有一台伺服电机及一台减速机，四个运动轴，共四套伺服电机和四台减速机，其中垂直运动轴为带抱闸伺服电机。

    该机械手选用德国菲施托气动机械手，压力可调，配备压力缓冲阀，使夹持动作平稳  

抓手上装有感应机构，能够自动感知物体，并通知控制中心进行物体抓放。

 

    控制系统由大型PLC、触摸屏组成。该系统拥有强大的Profibus通讯功能。能够将数据实时传输给以太网，能够将控制指令以总线的方式发送给伺服系统，使整个的运动相当流畅。该系统可预置多种工件的程序，更换品种时可在触摸屏上调用相应程序。

    该机具有故障提示及报警功能，并且每次出现故障时都能准确的反映出故障具体位置，便于迅速排除故障，主要包括：机器人碰撞保护功能；工件安装到位检测；光幕安全保护。