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選擇合適的關節型機器人 有助降低自動化成本

 

台北國際自動化工業大展

 

發佈日期:2018/02/02

多關節機器人可接受人類指揮,也可按照預先編排的程式進行物體移動或重複性的動作。法新社

設計自動化專案時,通常會牽涉到使用機器人進行物體移動或重複性的動作,如何正確選擇合適的機器人類型對設計成本和成功率都會造成影響。增加機器視覺系統或連接機器人控制系統的存在感應(presence-sensing)裝置則可提供自適應運動。

據Control Design報導,許多機器人製造商會針對特定任務提供建模和模擬軟體,協助客戶選擇最佳解決方案,負載、方向、速度、行程、精確度、環境和佔空比(duty cycle)是規劃合適尺寸和設計機器人系統、運動控制應用時考量的重點。

提到工業機器人時,多數人會聯想到某種形式的關節型機器人(articulated robot)。關節型機器人的定義並不嚴謹,通常指的是具有固定安裝底基及四軸或六軸的機器人。關節型機器人能夠在三度空間或工作範圍內工作,可掃過極座標系統(Polar Coordinate System)空間中的點。

關節型機器人的工作範圍非常大,並可以無限角度數量將手臂工具末端放在無限量的平面上,所以這類機器人的用途十分多樣,包括焊接、油漆、鑽孔、切割、材料處理,包裝和組裝等應用。關節型機器人的價格也較高,針對複雜的定位需要撰寫控制器的編碼。

平行關節型機器人(SCARA robot) 具有堅固的底座,手臂固定在z軸上,並在xy軸上旋轉運動。手臂中間還有額外的xy軸關節,手臂末端的直線制動器提供與底座平面呈90度的Z軸運動。SCARA機器人主要模仿人類手臂的運動,可高速運行並保持高精確度的定位。

對於平行的作業平面,通常會使用SCARA機器人手臂完成進程間的材料處理應用和產品組裝,搭配機器視覺系統則可進行複雜的非接觸式檢測。安裝在手臂工具端的雷射、電漿切割器和路由器可執行精確的蝕刻、切割和打磨作業。

直角座標機械人(Cartesian robot)通常比關節型或SCARA機器人承載更高的重量,成本也比較低。直角座標機器人利用框架來分散負載的重量,並在限制的框架中進行x、y和z軸線性運動。框架的長度可以是幾十或幾百公尺的標准或半標準線性滑軌和滾珠螺桿,使用直角坐標系統進行定位。

並聯型機器人(Delta robot)使用3組平行手臂和旋轉或線性制動器,最初是針對輕量型的取放設備而開發,其他用途還包括3D列印、手術和組裝作業。並聯型機器人使用慣性很小的輕量手臂,可在工作範圍內以360度圓周快速移動。

 

 

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