350公斤工件大行程龙门式搬运机器人精准搬运常用18款电子元器件
一、直角坐标机器人简介
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，可重复编程、多功能且多用途的工业自动化设备。这种设备拥有三轴以上自由度，即可运动或转动的轴。作为在各行各业广泛应用的一种直角坐标机器人，其主要特点是以直线运动轴为主，每个运动轴通常对应X、Y和Z三个自由度中的一个。在大多数情况下，X和Y轴分别表示水平面内的两个方向，而Z轴则代表上下方向。在某些应用中，Z轴可能带有旋转或者摆动的额外自由度。
这些机器人的经济性好、编程简单以及维修方便，使它们成为组合成各种结构样式非常灵活的一种工具，其负载能力从10公斤到几吨不等，同时具有超大行程（几十米）和高速运行（每秒8米）的能力，加速度可达每秒4米，并且重复定位精度可以达到0.05毫米甚至更高。
二、任务描述
在现代制造业中，将几百公斤到上吨级别的工件从一个工作站搬运到另一个工作站是一个常见的问题。这些搬运过程通常涉及2D或者3D空间中的XYZ方式运动，有时还需要将物体旋转90度。而搬运要求往往涉及几个方向同时进行，速度通常在30米/分至60米/分之间，而最大加速度可达2m/s²。在一些场合，对于晃动要求极低的情况下，对定位精度也有一定的要求——一般来说要达到0.1毫米。
由于这类需求与龙门式机器人的性能相匹配，我们将采用龙门式机器人来完成这一任务。本项目旨在浸油输送线的一个部分，其中包括自动上料、机械手浸油处理、吹气淋油处理等步骤。我们需要搬运350公斤总重量的大型工件，这些工件被放置于浸油筐中，以避免碰撞并确保质量，同时也满足了防锈目的。
三选型理论分析
为了完成这个任务，我们首先确定了使用二维XZ直角坐标系统，然后进行了运动节拍和速度分析。此后，我们计算出了单独或两根軌道同时减速时产生的最大冲击力Fx, Fy 和Fz，以及产生扭曲力的Mx, My 和Mz。当两根軌道同时减速时，我们以合成减速来计算这些值，并考虑到了等效负载中心位置及其对扭曲力的影响。
四驱动电机与驱动系统选型
为了满足所需的加速度2m/s²以及最高运行速度1 米/秒，我们选择了德国Neugart精密行星减速机构与伺服电机。这套系统具备较高安全系数，并能有效地承受长时间、高强度运行下的冲击力。此外，由于其稳定性高且易于二次开发，因此我们选择了德国恩格哈公司生产的小程序控制系统D22，为数控操作提供了一系列G代码，如G01和G04用于实现精确控制。
五结论
通过引入ROBOWORKER公司提供的一款新型龙门式搬运机器人，不仅提高了产品生产效率，也显著提升了产品质量。此外，该解决方案降低了大量的人力成本，从而收回投资并持续创造价值。这款具有大负载、大行程、高动态性能的大规模应用案例为未来的技术发展奠定基础，它预示着未来更多基于同类型技术的大批量全自动化生产将会变得更加普遍。