智能制造領(lǐng)域如何選取工業(yè)機(jī)器人

智能制造是一種由智能機(jī)器和人類專家共同組成的人機(jī)一體化智能系統(tǒng)，它在制造過程中能進(jìn)行智能活動(dòng)，諸如分析、推理、判斷、構(gòu)思和決策等。通過人與智能機(jī)器的合作共事，去擴(kuò)大、延伸和部分地取代人類專家在制造過程中的腦力勞動(dòng)。它把制造自動(dòng)化的概念更新，擴(kuò)展到柔性化、智能化和高度集成化。在智能制造領(lǐng)域，工業(yè)機(jī)器人如何選型？

對(duì)于機(jī)器人本體的選型，主要的選型原則為：有效負(fù)載、應(yīng)用行業(yè)、最大動(dòng)作范圍、運(yùn)轉(zhuǎn)速度、剎車和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、防護(hù)等級(jí)、自由度、本體重量、重復(fù)定位精度等九個(gè)方面。

　　1 有效負(fù)載

　　有效負(fù)載是機(jī)器人在其工作空間可以攜帶的最大負(fù)荷，從例如3Kg到1300Kg不等。

　　如果你希望機(jī)器人完成將目標(biāo)工件從一個(gè)工位搬運(yùn)到另一個(gè)工位，需要注意將工件的重量以及機(jī)器人手爪的重量加總到其工作負(fù)荷。

　　另外特別需要注意的是機(jī)器人的負(fù)載曲線，在空間范圍的不同距離位置，實(shí)際負(fù)載能力會(huì)有差異。

　　2 工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用行業(yè)

　　你的機(jī)器人要用于何處是你選擇需要購(gòu)買的機(jī)器人種類時(shí)的首要條件。

　　如果你只是要一個(gè)緊湊的拾取和放置機(jī)器人，scara機(jī)器人是不錯(cuò)的選擇。如果想快速放置小型物品，Delta機(jī)器人是最好的選擇。如果你想機(jī)器人在工人旁邊一起工作，你就應(yīng)該選擇協(xié)作機(jī)器人。

　　3 最大動(dòng)作范圍

　　當(dāng)評(píng)估目標(biāo)應(yīng)用場(chǎng)合的時(shí)候，應(yīng)該了解機(jī)器人需要到達(dá)的最大距離。選擇一個(gè)機(jī)器人不是僅僅憑它的有效載荷——也需要綜合考量它到達(dá)的確切距離。

　　每個(gè)公司都會(huì)給出相應(yīng)機(jī)器人的動(dòng)作范圍圖，由此可以判斷，該機(jī)器人是否適合于特定的應(yīng)用。機(jī)器人的水平運(yùn)動(dòng)范圍，注意機(jī)器人在近身及后方的一片非工作區(qū)域。

　　機(jī)器人的最大垂直高度的量測(cè)是從機(jī)器人能到達(dá)的最低點(diǎn)(常在機(jī)器人底座以下)到手腕可以達(dá)到的的最大高度的距離(Y)。最大水平作動(dòng)距離是從機(jī)器人底座中心到手腕可以水平達(dá)到的最遠(yuǎn)點(diǎn)的中心的距離(X)。

　　4 運(yùn)轉(zhuǎn)速度

　　這個(gè)參數(shù)與每一個(gè)用戶息息相關(guān)。事實(shí)上，它取決于在該作業(yè)需要完成的Cycle Time。規(guī)格表列明了該型號(hào)機(jī)器人最大速度，但我們應(yīng)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(yùn)行的速度將在0和最大速度之間。

　　這項(xiàng)參數(shù)單位通常以度/秒計(jì)。有的機(jī)器人制造商也會(huì)標(biāo)注機(jī)器人的最大加速度。

　　5 剎車和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量

　　基本上每個(gè)機(jī)器人制造商提供他們的機(jī)器人制動(dòng)系統(tǒng)的信息。有些機(jī)器人對(duì)所有的軸配備剎車，其他的機(jī)器人型號(hào)不是所有的軸都配置剎車。要在工作區(qū)中確保精確和可重復(fù)的位置，需要有足夠數(shù)量的剎車。

　　另外一種特別情況，意外斷電發(fā)生的時(shí)候，不帶剎車的負(fù)重機(jī)器人軸不會(huì)鎖死，有造成意外的風(fēng)險(xiǎn)。

　　同時(shí)，某些機(jī)器人制造商也提供機(jī)器人的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。其實(shí)，對(duì)于設(shè)計(jì)的安全性來說，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(jī)器人則可能由于過載而Down機(jī)。

　　6 防護(hù)等級(jí)

　　這個(gè)也取決于機(jī)器人的應(yīng)用時(shí)所需要的防護(hù)等級(jí)。機(jī)器人與食品相關(guān)的產(chǎn)品、實(shí)驗(yàn)室儀器、醫(yī)療儀器一起工作或者處在易燃的環(huán)境中，其所需的防護(hù)等級(jí)各有不同。

　　這是一個(gè)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，需要區(qū)分實(shí)際應(yīng)用所需的防護(hù)等級(jí)，或者按照當(dāng)?shù)氐囊?guī)范選擇。一些制造商會(huì)根據(jù)機(jī)器人工作的環(huán)境不同而為同型號(hào)的機(jī)器人提供不同的防護(hù)等級(jí)。

　　7自由度(軸數(shù))

　　機(jī)器人軸的數(shù)量決定了其自由度。如果只是進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的應(yīng)用，例如在傳送帶之間拾取放置零件，那么4軸的機(jī)器人就足夠了。如果機(jī)器人需要在一個(gè)狹小的空間內(nèi)工作，而且機(jī)械臂需要扭曲反轉(zhuǎn)，6軸或者7軸的機(jī)器人是最好的選擇。

　　軸的數(shù)量選擇通常取決于具體的應(yīng)用。需要注意的是，軸數(shù)多一點(diǎn)并不只為靈活性。

　　事實(shí)上，如果你在想把機(jī)器人還用于其它的應(yīng)用，你可能需要更多的軸，“軸”到用時(shí)方恨少。不過軸多的也有缺點(diǎn)，如果一個(gè)6軸的機(jī)器人你只需要其中的4軸，你還是得為剩下的那2個(gè)軸編程。

　　8 機(jī)器人本體重量

　　機(jī)器人重量對(duì)于設(shè)計(jì)機(jī)器人單元也是一個(gè)重要的參數(shù)。如果工業(yè)機(jī)器人需要安裝在定制的工作臺(tái)甚至軌道上，你需要知道它的重量并設(shè)計(jì)相應(yīng)的支撐。

　　9 重復(fù)定位精度

　　這個(gè)參數(shù)的選擇也取決于應(yīng)用。重復(fù)精度是機(jī)器人在完成每一個(gè)循環(huán)后，到達(dá)同一位置的精確度/差異度。通常來說，機(jī)器人可以達(dá)到0.5mm以內(nèi)的精度，甚至更高。

　　例如，如果機(jī)器人是用于制造電路板，你就需要一臺(tái)超高重復(fù)精度的機(jī)器人。如果所從事的應(yīng)用精度要求不高，那么機(jī)器人的重復(fù)精度也可以不用那么高。精度在2D視圖中通常用“±”表示。實(shí)際上，由于機(jī)器人并不是線性的，其可以在公差半徑內(nèi)的任何位置。