单轴机器人和直角坐标机器人中常用名词含义说明

国际金属加工网 2020年10月10日

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单轴机器人在不同的行业中,有不同的叫法和称呼。下面对常用的叫法做个简要说明:

1、单轴机器人(Single axis robot):

单轴机器人与单轴机械手同义。单轴机器人是指拥有一个自由度的运动单元,一般包含执行单元,伺服系统和运动控制系统。机器人行业中所说的“轴”,实际上指一个自由度,空间系统中,一般定义为X轴移动,Y轴移动,Z轴移动,X轴转动,Y轴转动,Z轴转动。与直线模组不同的地方为:1、单轴机器人可以是实现直线运动,也可以是实现旋转运动的机构。2、单轴机器人通常包含伺服系统和运动控制系统。

2、直线模组(Linear module):

直线模组和线性模组同义。直线模组通常是指能够实现直线运动和直线定位的传动模块。一般不包含电机和运动控制系统。常用的直线模组分为滚珠丝杆传动型直线模组和同步皮带传动型直线模组。

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上图:百川(BCCN) BC系列 半封闭滚珠丝杆传动单轴机器人

3、引动器(Actuator):

引动器或者直线引动器也称之为执行器或执行机构。广义上说,引动器是一个非常宽泛的概念。一般是指将电源或气源等能源转化为机械能的执行机构。该叫法一般多见于日本。

4、电动滑台(Electric Slider):

电动滑台是指由电来驱动的滑动执行机构。用压缩空气来驱动的为气动滑台。该叫法为俗称,是一种不确切的说法,不推荐使用

5、直角坐标机器人(Cartesian robot):

单轴机器人通过不同的组合,可是组合成两轴,三轴,四轴直角坐标机械手臂。常见的两轴组合机械手臂有悬臂式,横立式,直立式,龙门式。常见的三轴组合机械手臂有三轴悬臂式,三轴龙门式,三轴直立式等。

在工业机器人行业中,我们以单轴机器人,直角坐标机器人,多轴机器人来定义和描述。

6、滚珠丝杆型单轴机器人:

滚珠丝杆型单轴机器人(直线模组,精密电动滑台)一般采用滚珠丝杠传动,通过精密直线导轨来保证单轴机器人(直线模组,精密电动滑台)的行走平行度和直线度。滚珠丝杠常用的精度等级为C7级(轧制型滚珠丝杆)和C5级(研磨级滚珠丝杆)。

(1)滚珠丝杆型单轴机器人(直线模组,精密电动滑台)的精度指标。

滚珠丝杠型单轴机器人(直线模组,精密电动滑台)可以获得较高的重复定位精度和行走平行度。单轴机器人的精度等级分为C级普通级,和P级精密级。

百川(BCCN)滚珠丝杆型单轴机器人(直线模组,精密电动滑台)行走平行度可达0.02mm/500mm,重复定位精度可达±0.005mm。

(2)滚珠丝杠型单轴机器人(直线模组,精密电动滑台)的规格系列和负载能力。

百川(BCCN)滚珠丝杠型单轴机器人包含BC系列,BF系列,BM系列。本体宽度有50mm,65mm,102mm,135mm,170mm,220mm。能承受从1kg~150kg的水平负载重量。

(3)滚珠丝杆型单轴机器人(直线模组,精密电动滑台)的使用场合。

滚珠丝杆型单轴机器人(直线模组,精密电动滑台)的应用场合:抓取,定位,搬运,移栽,装配。一般用于抓取,定位的可以采用C级普通级,可以满足绝大部分自动化设备中的精度要求。特别精密的地方可以采用P级精度。

(4)滚珠丝杆型单轴机器人(直线模组,精密电动滑台)的临界速度。

由于滚珠丝杆的特性,当滚珠丝杆的长度/直径比超出一定的比例,滚珠丝杠型单轴机器人(直线模组,精密电动滑台)中的滚珠丝杆由于重力原因,会产生下垂挠度,以中间部分最为明显。当滚珠丝杆的转速超过一定的范围时,会产生共振,从而导致滚珠丝杆产生明显抖动,并伴随尖锐的啸叫声。该转速一般称为危险临界速度。一般当滚珠丝杠的长度超过600mm,就可能产生危险临界转速。可以通过减低转速或增加丝杠支撑来降低共振。但无法完全消除。一般额定3000RPM,导程为20mm时,滚珠丝杠可以达到1000mm/sec的速度。

(5)滚珠丝杆型单轴机器人(直线模组,精密电动滑台)的优缺点:

滚珠丝杆型单轴机器人(直线模组,精密电动滑台)的优点:重复定位精度高,刚性好。

滚珠丝杆型单轴机器人(直线模组,精密电动滑台)的缺点:由于危险临界速度的存在,不宜在大行程使用。由于导程的限制,不宜在高速情况下使用。

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7、同步皮带型单轴机器人:

同步皮带型单轴机器人(直线模组,电动滑台)采用同步带传动。通过精密直线导轨来保证单轴机器人(直线模组,精密电动滑台)的行走平行度和直线度。

(1)同步皮带型单轴机器人(直线模组,电动滑台)的精度指标。

同步皮带型单轴机器人(直线模组,电动滑台)可以获得较高的运行速度和一般的重复定位精度。

百川(BCCN)同步皮带型单轴机器人(直线模组,电动滑台)行走平行度可达0.02mm/500mm,重复定位精度可达±0.04mm/m。

(2)同步皮带型单轴机器人(直线模组,电动滑台)的规格系列和负载能力。

百川(BCCN)同步皮带型单轴机器人包含BK系列,BT系列。本体宽度有65mm,102mm,135mm,170mm,220mm。能承受从1kg~85kg的水平负载重量。

(3)同步皮带型单轴机器人(直线模组,电动滑台)的使用场合。

同步皮带型单轴机器人(直线模组,电动滑台)的应用场合:抓取,定位,搬运,移栽。

(5)同步皮带型单轴机器人(直线模组,电动滑台)的优缺点:

同步皮带型单轴机器人(直线模组,电动滑台)的优点:运行速度快,重复定位精度中等,成本较滚珠丝杠低。

同步皮带型单轴机器人(直线模组,电动滑台)的缺点:精度跟丝杠比较要差,不适合垂直负载。同步皮带长时间运行会产生磨损和破裂。

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滚珠丝杠型单轴机器人和同步皮带型单轴机器人综合比较图:

类型主要技术指标优势劣势
滚珠丝杆型1、传动精度高,C7转造级重复定位精度一般为±0.01mm,C5研磨级重复定位精度一般为±0.005mm。 2、速度范围:0~2000mm/sec 3、加速度范围:0~1.5G(1G=9800mm/sec2)1、重复定位精度高。可以满足绝大部分工业使用的要求。 2、高刚性,高响应。 3、适合高精度定位,搬运,移载的场合。1、行程不宜过长。当丝杠的细长比超过临界值,会产生挠度和共振。 2、由于导程收到丝杠外径的限制,导致传动速度受限。 3、安装精度要求高。
同步皮带型1、重复定位进度一般为±0.04mm/m,随着行程加长,重复精度会下降。 2、速度范围:0~4m/sec 3、加速度范围:0~0.7G1、能获得较大的行程和运行速度。没有丝杠的临界速度限制。 2、适合长行程的运载。1、重复精度不及丝杠传动。 2、不适合垂直负载。 3、刚性不及丝杠。 4、皮带容易磨损需要定期张紧。

(百川模组)

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