摘要:前文我們對(duì)單軸機(jī)械手臂進(jìn)行了概述,對(duì)其結(jié)構(gòu),使用壽命,負(fù)載情況做了說(shuō)明,本文針對(duì)單軸機(jī)械手臂的應(yīng)用方面進(jìn)行說(shuō)明。包括其安裝方式、使用環(huán)境、定位精度、動(dòng)力匹配進(jìn)行說(shuō)明希望對(duì)大家的應(yīng)用有所幫助。
關(guān)鍵詞:安裝方式、使用環(huán)境、定位精度、動(dòng)力匹配。
安裝方式
在安裝方面,通常為求精簡(jiǎn),設(shè)計(jì)者會(huì)盡量限縮機(jī)臺(tái)尺寸,故選用機(jī)械手臂時(shí)也必須要注意安裝空間的限制。套用廠商提供的3D模型或2D圖時(shí),應(yīng)注意兩項(xiàng):一是接口設(shè)備有無(wú)包含在設(shè)計(jì)圖內(nèi),例如極限開(kāi)關(guān)、電纜保護(hù)鏈、馬達(dá)接線等;其次是機(jī)械手臂本身的運(yùn)動(dòng),裝上負(fù)載后,在工作范圍內(nèi)空間是否足夠?或者在限定的空間范圍內(nèi),有無(wú)適當(dāng)?shù)臋C(jī)械手臂可以選用?
圖5 單軸機(jī)械手臂安裝方向
1、 水平安裝
水平安裝簡(jiǎn)單,要注意的是安裝機(jī)臺(tái)的長(zhǎng)度,安裝位置,底下有無(wú)懸空的部份,是否成為大跨距的簡(jiǎn)支梁或懸臂梁?底座是否平整,有無(wú)高低不平或扭曲的情形?單軸機(jī)械手臂的底座一般呈扁U型,抵抗扭轉(zhuǎn)的剛性甚弱,如果是鋁擠型制品更容易扭曲,將影響精度或造成運(yùn)轉(zhuǎn)不順、噪音等缺點(diǎn)
2、側(cè)掛安裝
和水平安裝類(lèi)似,負(fù)荷主要仍由滑軌承載,需注意各方向的力矩在限制范圍內(nèi)。
3、傾斜安裝
負(fù)荷的分量要計(jì)算,計(jì)算工具用簡(jiǎn)單的空間幾何即已足夠。有些廠商已經(jīng)把計(jì)算過(guò)程計(jì)算機(jī)化,使用者只要輸入荷重、空間位置即可。
4、垂直安裝
垂直安裝是單軸機(jī)械手臂不利的安裝方式,一切負(fù)荷都由螺桿支撐,更正確的說(shuō),所有的負(fù)荷其實(shí)都掛在固定端的軸承上。檢查負(fù)荷狀態(tài)是否符合廠商型錄上的規(guī)定十分重要,特別是可搬質(zhì)量的限制。
其次,要注意安裝孔位是否正確。安裝孔有三類(lèi):
第一類(lèi)是底座的安裝孔。底座安裝方式簡(jiǎn)單區(qū)分有三種,如圖6:(A)底座開(kāi)槽,用投入式螺帽由下方鎖固,這種方式歐洲產(chǎn)品較普遍;(B)底座攻牙孔,以螺絲由下方鎖固,(C)底座內(nèi)部鑚沉頭通孔,以螺絲由上方鎖固,這種鎖固方式通常必須將上方的護(hù)蓋拆掉才能工作,安裝完成后再將護(hù)蓋裝回。安裝前應(yīng)先確認(rèn)鎖固方式、螺絲間距、螺絲規(guī)格及長(zhǎng)度等,并提供平整的安裝面及方向基準(zhǔn),確實(shí)鎖固。由于空間的限制,選擇單軸機(jī)械手臂的機(jī)型時(shí),也必須考慮便利的施工作業(yè)空間。
圖6 底座安裝方式
第二類(lèi)是滑臺(tái)上的安裝孔。為了使工作負(fù)荷(工具或工件)能有精確的方向,滑臺(tái)安裝面有時(shí)附有定位銷(xiāo)孔,可予利用。如果負(fù)荷尺寸或重量比較大,宜采用雙滑臺(tái)的構(gòu)造,可以向廠商訂制。
第三類(lèi)是傳感器的安裝(例如極限開(kāi)關(guān)),包括光電遮板和傳感器素子的安裝。通常鋁擠型底座側(cè)面會(huì)預(yù)留螺帽槽,投入螺帽即可任意固定傳感器的位置,光電遮版則固定在滑臺(tái)上隨之移動(dòng)。螺帽槽有單槽或雙槽的型式,供使用者選用。
使用環(huán)境
機(jī)械手臂是精密機(jī)械的一種,選用時(shí)必須確認(rèn)使用環(huán)境,一則避免受到環(huán)境的傷害,例如腐蝕性化學(xué)液、木屑、鐵屑等;一則避免對(duì)環(huán)境造成傷害,例如產(chǎn)生粉塵、噪音等。針對(duì)特殊環(huán)境,各家廠商有不同的對(duì)應(yīng)機(jī)種,選用時(shí)應(yīng)注意。
定位精度
單軸機(jī)械手臂經(jīng)常用于「移動(dòng)」的目的,只有相對(duì)位置的精度,故精度方面通常只有規(guī)定往返重現(xiàn)精度,±0.01mm或
±0.02mm,表示往返多次能到達(dá)同一位置的誤差值。至于絕對(duì)定位精度則不要求。當(dāng)然,強(qiáng)調(diào)定位精度的精密模塊也有,有些產(chǎn)品甚至附有磁性尺或光學(xué)尺,可依需要選購(gòu)。
動(dòng)力匹配
單軸機(jī)械手臂在設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)不同電機(jī)進(jìn)行匹配??蛻?hù)可以根據(jù)需要,單獨(dú)采購(gòu)或采購(gòu)全部匹配好的(包括:電機(jī)、聯(lián)軸器、控制部分)。
馬達(dá)的選用、驅(qū)動(dòng)器的匹配、控制系統(tǒng)軟硬件的配置,是單軸機(jī)械手臂能否有效發(fā)揮功能的關(guān)鍵,使用者必須熟知使用的方法。因設(shè)計(jì)內(nèi)容廣泛,本文無(wú)法一一列舉,請(qǐng)?jiān)旈嗰R達(dá)、控制器制造廠商的說(shuō)明書(shū)。
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