如何選擇一個(gè)合適的工業(yè)機器人,主要從以下九個(gè)專(zhuān)業(yè)的參數方面考慮。
01應用場(chǎng)合
首先,最重要的源頭是評估導入的機器人,是用于怎樣的應用場(chǎng)合以及什么樣的制程。
若是應用制程需要在人工旁邊由機器協(xié)同完成,對于通常的人機混合的半自動(dòng)線(xiàn),特別是需要經(jīng)常變換工位或移位移線(xiàn)的情況,以及配合新型力矩感應器的場(chǎng)合,協(xié)作型機器人(Cobots)應該是一個(gè)很好的選項。 ? ?
如果是尋找一個(gè)緊湊型的取放(Pick& Place)料機器人,你可能想選擇一個(gè)水平關(guān)節型機器人(Scara)。?
如果是尋找針對小型物件,快速取放的場(chǎng)合,并聯(lián)機器人(Delta)最適合這樣的需求。 ? ??
接下來(lái)的討論,我們將針對垂直關(guān)節多軸機器人(Multi-axis)。這種機器人可以適應一個(gè)非常大范圍的應用。從取、放料到碼垛,以及噴涂,去毛刺,焊接等專(zhuān)用制程?,F在,工業(yè)機器人制造商基本上針對每一種應用制程都有相應的機器人方案。你所做的只需要明確你希望機器人為你做哪個(gè)工作,以及從不同的種類(lèi)當中,選擇最適合的型號。
02 有效負載?
有效負載是,機器人在其工作空間可以攜帶的最大負荷。從例如3Kg到1300Kg不等。
如果你希望機器人完成將目標工件從一個(gè)工位搬運到另一個(gè)工位,需要注意將工件的重量以及機器人手爪的重量加總到其工作負荷。
另外特別需要注意的是機器人的負載曲線(xiàn),在空間范圍的不同距離位置,實(shí)際負載能力會(huì )有差異。
03自由度(軸數)

△眾為興SCARA機器人
機器人配置的軸數直接關(guān)聯(lián)其自由度。如果是針對一個(gè)簡(jiǎn)單的直來(lái)直去的場(chǎng)合,比如從一條皮帶線(xiàn)取放到另一條,簡(jiǎn)單的4軸機器人就足以應對。
但是,如果應用場(chǎng)景在一個(gè)狹小的工作空間,且機器人手臂需要很多的扭曲和轉動(dòng),6軸或7軸機器人將是最好的選擇。
軸數一般取決于該應用場(chǎng)合。應當注意,在成本允許的前提下,選型多一點(diǎn)的軸數在靈活性方面不是問(wèn)題。這樣方便后續重復利用改造機器人到另一個(gè)應用制程,能適應更多的工作任務(wù),而不是發(fā)現軸數不夠。
機器人制造商傾向于使用各自略有不同的軸或關(guān)節命名?;旧?,第一關(guān)節(J1)是最接近機器人底座的那個(gè)。接下來(lái)的關(guān)節稱(chēng)為J2,J3,J4和依此類(lèi)推,直到到達手腕末端。而其他的Yaskawa/Motoman公司則使用字母命名他們機器人的軸。
04最大作動(dòng)范圍
當評估目標應用場(chǎng)合的時(shí)候,應該了解機器人需要到達的最大距離。選擇一個(gè)機器人不是僅僅憑它的有效載荷-也需要綜合考量它到達的確切距離。每個(gè)公司都會(huì )給出相應機器人的作動(dòng)范圍圖,由此可以判斷,該機器人是否適合于特定的應用。 ? ? ?機器人的水平運動(dòng)范圍,注意機器人在近身及后方的一片非工作區域。
機器人的最大垂直高度的量測是從機器人能到達的最低點(diǎn)(常在機器人底座以下)到手腕可以達到的的最大高度的距離(Y)。最大水平作動(dòng)距離是從機器人底座中心到手腕可以水平達到的最遠點(diǎn)的中心的距離(X)。
05重復精度
同樣的,這個(gè)因素也還是取決于你的應用場(chǎng)合。重復精度可以被描述為機器人完成例行的工作任務(wù)每一次到達同一位置的能力。
?一般在±0.05mm到±0.02mm之間,甚至更精密。例如,如果需要你的機器人組裝一個(gè)電子線(xiàn)路板,你可能需要一個(gè)超級精密重復精度的機器人。如果應用工序是比較粗糙,比如打包,碼垛等,工業(yè)機器人也就不需要那么精密。
另外一方面,組裝工程的機器人精度的選型要求,也關(guān)聯(lián)組裝工程各環(huán)節尺寸和公差的傳遞和計算,比如:來(lái)料物料的定位精度,工件本身的在治具中的重復定位精度等。 ? ? ?這項指標從2D方面以正負 ± 表示。事實(shí)上,由于機器人的運動(dòng)重復點(diǎn)不是線(xiàn)性的而是在空間3D運動(dòng),該參數的實(shí)際情況可以是在公差半徑內的球形空間內任何位置。
當然,現在的配合現在的機器視覺(jué)技術(shù)的運動(dòng)補償,將減低機器人對于來(lái)料精度的要求和依賴(lài),提升整體的組裝精度。
06速度
這個(gè)參數與每一個(gè)用戶(hù)息息相關(guān)。事實(shí)上,它取決于在該作業(yè)需要完成的Cycle Time。規格表列明了該型號機器人最大速度,但我們應該知道,考量從一個(gè)點(diǎn)到另一個(gè)點(diǎn)的加減速,實(shí)際運行的速度將在0和最大速度之間。這項參數單位通常以度/秒計。有的機器人制造商也會(huì )標注機器人的最大加速度。
07本體重量
機器人本體重量是設計機器人單元時(shí)的一個(gè)重要因素。如果工業(yè)機器人必須安裝在一個(gè)定制的機臺,甚至在導軌上,你可能需要知道它的重量來(lái)設計相應的支撐。
08剎車(chē)和轉動(dòng)慣量
基本上每個(gè)機器人制造商提供他們的機器人制動(dòng)系統的信息。有些機器人對所有的軸配備剎車(chē),其他的機器人型號不是所有的軸都配置剎車(chē)。要在工作區中確保精確和可重復的位置,需要有足夠數量的剎車(chē)。
另外一種特別情況,意外斷電發(fā)生的時(shí)候,不帶剎車(chē)的負重機器人軸不會(huì )鎖死,有造成意外的風(fēng)險。
同時(shí),某些機器人制造商也提供機器人的轉動(dòng)慣量。其實(shí),對于設計的安全性來(lái)說(shuō),這將是一個(gè)額外的保障。你可能還注意到不同軸上的適用的扭矩。例如,如果你的動(dòng)作需要一定量的扭矩以正確完成工作,你需要檢查,在該軸上適用的最大扭矩是否正確的。如果選型不正確,機器人則可能由于過(guò)載而Down機。
09防護等級
根據機器人的使用環(huán)境,選擇達到一定的防護等級(IP等級)的標準。一些制造商提供相同的機械手針對不同的場(chǎng)合不同的IP防護等級的產(chǎn)品系列。 ? ?如果機器人在與生產(chǎn)食品相關(guān)的產(chǎn)品,醫藥、醫療器具,或易燃易爆的環(huán)境中工作時(shí),IP等級會(huì )有所不同。一般如,標準:IP40,油霧:IP67,清潔ISO等級:3。?