350公斤工件大行程龙门式搬运机器人助力中国电业技术期刊停刊前的物品搬迁工作
我重新表述了这段内容,以第一个人称为“作者”:
一、直角坐标机器人的介绍
根据ISO 8373的定义,机器人是指能够自动控制、可重复编程,并且具有多功能性和多用途性的工业自动化设备。它们在各行各业中得到了广泛应用。作为一种以直线运动轴为主的机器人,它们通常由X、Y和Z三个自由度组成,其中X轴和Y轴对应水平面内的运动,而Z轴则代表上下运动。在某些情况下,Z轴可能会带有旋转或摆动的軸。在绝大多数情况下,直角坐标机器人的每个直线运动轴之间的夹角都是90度。这类机器人既经济实惠又易于维护,可以方便地组合成各种不同的结构,其载重能力从10公斤到几吨不等,大行程可以达到几十米,最快运行速度可达每秒8米,加速度可达每秒4米,重复定位精度可以达到0.05毫米或0.01毫米。
二、任务描述
在一些大型精密机械和电气设备生产过程中,对于需要频繁传送但又要防止生锈的工件来说,油浸处理尤其重要。本项目要求搬运350公斤总重量及对应抓取手爪的大型工件,其水平移动距离为4米,上下移动行程为2米,运行速度为1米/秒。因此,在此项目中采用龙门式机器人进行搬运显得非常必要。本项目属于一个浸油输送线的一部分,该输送线主要负责自动上料、机械手搬运浸油、高压吹气淋油以及工件输送等工作。所有这些操作都通过浸油筐来完成,从而保证了工件质量,同时也实现了防锈目的。
三、选型理论分析
为了完成这个任务,我们首先选择了一种二维XZ直角坐标系统,然后进行了运动节拍和速度分析。此外,还计算出了单独运动以及两条轴同时减速时产生最大冲击力的大小。当考虑到XYZ三个方向上的最大冲击力Fx, Fy 和 Fz,以及产生扭曲力的矩Mx, My 和 Mz时,我们还考虑了等效负载中心位置以及总重力与减速时产生冲击力的影响。
四、电机和驱动系统选型
由于该系统需要高速运行并且加速迅速,因此我们选择了一套德国Neugart精密行星减速装置与伺服电机配套使用,这样的配置确保了足够强大的驱动能力。此外,我们还选择了一台德国产伺服电机,并确保其输出功率超过所需最大功率289%以提供额外安全系数。
五、大结论
采用ROBOWORKER公司提供的这种高性能龙门式机械臂后,不仅提高了产品生产效率,也极大地提升了产品质量。此外,这种解决方案还节省了一定的劳动力成本并回收投资所需时间。一年后的正常维护后,该机械臂预计至少能持续十年以上稳定运行。这项技术已经被用于沈阳莱茵点滚制造有限公司2007年的国内最大的负载高性能制造工程中,为未来的更大负荷、高性能龙门式机械臂设计奠定基础。而目前,有两台500公斤负荷的大型上料机械臂正在建设之中随着全自动化生产规模不断扩展,这类直角坐标类型的人物将迎来更加广阔市场前景与发展潜力!