350公斤工件大行程龙门式搬运机器人在物品搬运中应用可编程直流电源的方法
一、直角坐标机器人的介绍
根据ISO 8373的定义，机器人是一种位置可以固定或移动，能够实现自动控制和重复编程的工业自动化设备。它具有多功能性、多用途性，并且末端操作器在三个或更多自由度内可以进行精确运动控制。在各行各业广泛应用的直角坐标机器人主要由三根运动轴组成，它们对应于直角坐标系中的X轴、Y轴和Z轴。这些轴通常以水平面内运动（X和Y）和上下运动（Z）为主。在某些情况下，Z轴可能带有旋转或者摆动与旋转的组合。绝大多数情况下，这些线性的运动轴之间的夹角都是正交。
二、任务描述
本项目需要搬运一个总重量为350公斤，水平距离4米，上下行程2米，以1米/秒速度运行的大型工件。这要求采用龙门式机器人的特点来完成任务。本项目是浸油输送线的一部分，其中包括上料机械手浸油、吹气淋油以及其他工作流程。通过使用浸油筐，我们既保证了工件质量，又防止了锈蚀。
三、选型理论分析
为了选择合适的机器人形式，我们首先确定了二维XZ直角坐标系统，然后进行了运动节拍和速度分析。此后，我们计算出每个方向最大冲击力Fx, Fy, 和Fz，以及产生扭曲力的Mx, My, 和Mz。当两个方向同时减速时，由于合成减速度较大，因此我们使用该值来计算冲击力及扭曲力矩。此外，在考虑等效负载中心位置时，还需考虑总重量及减速时产生冲击力的影响。
四、新旧设计比较与改进
新设计中，我们采用两根Roboworker RSL90运动轴以及120mm宽超强齿带组成复合轴，以增强抗冲击能力并降低晃动。在这两根RSL90运动轴中，每个都配备四个超长滑块，上方加装40毫米厚高强度铝板作为连接材料。120mm宽超强齿带具备2000KG拉力破坏拉力7000KG，其实际载荷能力达800KG，可稳定承担350公斤负载长期工作。
五、高级驱动系统优化
为了满足高速高动态需求，我们选择德国Neugart精密行星减速机与伺服电机作为驱动装置。这套系统提供足够大的输出功率，并且拥有超过所需最大功率289%安全系数。数控系统则采用德国恩格哈公司D22数控系统，该系统稳定性高且易于二次开发，只需G代码G01和G04即可操作。
六、大规模生产后的效果评估
实施后，本项目不仅提高了产品生产效率，也提升了产品质量，同时节省大量的人力资源成本。而且，该设备只需要半年时间就能回收投入成本，从而显著增加企业利润。此外，该设备经过正常维护至少可以运行十年以上，为未来的更大负载更长有效行程高性能龙门式及悬臂式搬运解决方案奠定坚实基础当前已计划建设500公斤负载约421米有效行程上的上料机械手工程，这将进一步扩展这种技术在工业自动化领域中的应用范围和潜在市场前景。