搬運機器人在工件大行程龍門(mén)中的應用

一、直角坐標機器人介紹

機器人按ISO 8373定義為：位置可以固定或移動(dòng)、能夠實(shí)現自動(dòng)控制、可重復編程、多功能多用處、末端操作器的位置要在3個(gè)或3個(gè)以上自由度內可編程的工業(yè)自動(dòng)化設備。這里自由度就是指可運動(dòng)或轉動(dòng)的軸。作為在各行各業(yè)中被廣泛應用直角坐標機器人主要是以直線(xiàn)運動(dòng)軸為主，各個(gè)運動(dòng)軸通常對應直角坐標系中的X軸，Y軸和Z軸，一般X軸和Y軸是水平面內運動(dòng)軸，Z軸是上下運動(dòng)軸。在一些應用中Z軸上帶有一個(gè)旋轉軸，或帶有一個(gè)擺動(dòng)軸和一個(gè)旋轉軸。在絕大多數情況下直角坐標機器人的各個(gè)直線(xiàn)運動(dòng)軸間的夾角為直角。直角坐標機器人不僅經(jīng)濟性好，編程簡(jiǎn)單和易維修，而且可以方便組合成各種樣式結構的機器人，其帶載能力從10公斤到幾噸，超大行程到幾十米，最高運行速度可達到每秒8米，加速度可達到每秒4米，重復定位精度可達到0.05mm或0.01mm。

在現代化制造業(yè)中，經(jīng)常要把幾百公斤到上噸的工件從一個(gè)工位搬到另一個(gè)工位。搬運過(guò)程有時(shí)是2D的XZ方式運動(dòng)，有時(shí)是3D的XYZ方式運動(dòng)，有時(shí)搬運到位后還要把工件轉動(dòng)90度。而搬運一般要求幾個(gè)方向同時(shí)運動(dòng)，速度通常是30米/分到60米/分，最大加速度可達到2m/s2，當上下運動(dòng)的Z軸較長(cháng)時(shí)，幾個(gè)方向同時(shí)減速會(huì )產(chǎn)生非常強大的沖擊力和晃動(dòng)。而在很多應用中對晃動(dòng)要求很小，定位精度通常達到0.1mm。直角坐標機器人非常適用上面的這些要求，但在實(shí)際應用中有很多參數必須經(jīng)過(guò)嚴格計算來(lái)確定，下面結合一個(gè)應用例子來(lái)介紹龍門(mén)式機器人是如何實(shí)現大負載大行程高速運轉的。

二、任務(wù)描述

在一些大型精密機械和機電設備的生產(chǎn)過(guò)程中，對于需要經(jīng)常傳動(dòng)但又要防止生銹的工件來(lái)說(shuō)，油浸處理就非常的必要。本項目中需要搬運的工件及對應抓取手爪的總重量為350kg，其水平運動(dòng)距離為4米，而上下運動(dòng)行程為2米，運行速度為1米/秒。那么采用龍門(mén)機器人搬運就顯得非常的必要。本項目為浸油輸送線(xiàn)的一部分，用機械手浸油，浸油輸送線(xiàn)主要完成自動(dòng)上下料、機械手搬運浸油、吹氣淋油、工件輸送、碼箱、輸送到穿梭車(chē)等工作。工件輸送都是放在浸油筐中來(lái)實(shí)現，避免了工件間，及工件和操作臺、輸送軌道間的磕碰，即保證了工件的質(zhì)量，又達到了工件浸油防銹的目的。

輸送線(xiàn)的起始部分為工件存放處，主要功能就是把加工車(chē)間加工完成的齒輪、軸等工件放到浸油筐中，然后由中轉小車(chē)把若干浸油筐運到上料輸送輥道上，然后由機器人抓取浸油。浸油機械手為浸油過(guò)程的主要設備，當通過(guò)前段的輥道輸送線(xiàn)把浸油筐輸送到位后，定位系統完成浸油筐的定位，定位準備好后發(fā)給機械手上料指令；機械手在左端就緒位置下降500毫米，然后抓取浸油筐后上升200毫米，XZ軸再同時(shí)運動(dòng)，其中Z軸上升300毫米，X軸高速運動(dòng)2000毫米。這時(shí)浸油筐到達油箱的上方，要下降2000毫米及停頓2秒保證充分浸油，然后上升2000毫米后繼續右行，右行到位下降，機械手把浸油筐放到輸送線(xiàn)上，繼續前行準備吹氣淋油，機械手返回到左端的原始位置，準備對下一浸油筐進(jìn)行浸油。