你的机器人定位器需要多少个轴?

焊接过程中的机器人。现代焊接生产。

你已经决定你需要一个机器人定位器,但是你需要多少轴呢?

有这么多型号的定位器,有这么多不同的风格。有些只有一个简单的轴,但有些有很多!

更令人困惑的是定位器的配置范围。轴可以垂直安装,水平安装,以及在两者之间的任何角度安装。

选择带有太多或太少轴的定位器可能意味着浪费预算;但多少才算多!?

如果你正在考虑一个机器人定位器,到目前为止,你可能已经看过几个不同的模型。你可能见过单轴转盘、双轴定位器和多轴摩天轮。你可能已经探索过不同的品牌、风格和价格范围。

到目前为止,如果你诚实的话,你可能已经开始有点厌倦定位器了。

定位者的问题在于,它不仅仅是简单地说“我买这个”,然后就这么算了。您选择的定位器将影响集成和编程机器人单元的容易程度。你不想选错一个,给自己带来比部署和编程机器人更困难的时间。

例如,如果你想要一个5轴定位器和一个6轴机器人,那你需要控制11个轴!如果需要这么多轴,没问题。但是,如果没有必要,你可能会后悔购买。

为什么是“多少把斧头?”是一个令人困惑的问题

问你的机构需要多少轴是一个很自然的问题。然而,这个问题很难令人满意地回答。

当我们单独谈论工业机器人时,一个常见的答案是这样说需要6轴机器人.这并不总是正确的,但大多数时候是正确的。这样做的原因是,从任何位置和方向到达机器人工作空间中的点都需要6个轴。

正如我们在欧拉角底漆时,机器人末端执行器的位置由6个参数控制:3个平移参数(X, Y, Z)和3个旋转参数(Rot[X], Rot[Y], Rot[Z])。

如果你的机器人少于6个轴,你就限制了机器人的灵活性。这对一些机器人来说是有意义的。堆垛机器人只需要从上面接近物体。然而,一般来说,6轴工业机器人在广泛的任务中最有用。

然而,在6轴之外,你的机制就变得“多余”了。

“当一个机械臂拥有的自由度(DoF)超过执行给定任务所需的自由度时,它就被称为运动学冗余。”

棱镜实验室

例如,7轴机器人可以到达工作空间中与6自由度机器人相同的点。然而,冗余机制的控制变得更加复杂。因此,如果不需要的话,你不会想要添加额外的DoF。

增加一个定位器意味着给机器人增加更多的自由度。这可能会导致系统冗余,也可能不会。

是否需要额外的DoF取决于任务的特定需求。

7个步骤来确定应用程序所需的轴的数量

了解需要多少轴的方法是更仔细地查看应用程序的需求。

下面是一个方法,你可以用它来确定一些可能适合你的潜在求职者。它允许您放大一些潜在的模型,并正确地评估它们。如果这些选项都不合适,那么你可以再次缩小范围,利用你所学到的信息来选择一个更好的定位器。

  1. 看看你的任务的要求,特别关注所需的工作空间。实现这一点的一个好方法是在内部构建应用程序机器人模拟器
  2. 注意当单独使用机器人时,任务的哪些方面是不可能的。工作空间的哪些部分是不可访问的?哪些动作是不可能的?
  3. 有了这些信息,对一到两种可能适合你需要的定位器进行有根据的猜测。记住要考虑到容纳工件所需的有效载荷。
  4. 在市场上找到一些符合你的标准的定位器,并在你的模拟中测试它们。对于您尝试的每个定位器,请确保将您的设置保存为一个新项目,因为稍后您将回到其中一个项目。
  5. 如果其中一个模型非常完美,那就太好了!即便如此,还是要测试一些选项,看看真正需要哪些属性。请记住,你不会希望最终得到超过所需的DoF。
  6. 如果没有一个模型适合您的应用程序,那么使用您收集到的信息来细化您的需求。
  7. 回到市场上,寻找一两个符合这些新要求的型号。在做出选择之前,在模拟中再次测试。

使用这样的过程可以消除识别正确轴数的一些猜测。在模拟中的每个测试中,您都可以从定位器中了解到完成任务真正需要的内容。

做一个选择,然后去做

一旦您锁定了一个适用于您的任务的模型,您就可以继续前进,在模拟器中更彻底地开发应用程序。

用所选的定位器打开已保存的项目,并将其细化为完整的应用程序。这将允许您测试任务的所有方面,并为易于集成的应用程序做好准备。

一旦你购买了你的定位器,你就不需要担心是否更多的轴可以使任务受益。机器人是非常灵活的,通常有多种方法来实现相同的行动与一个机器人。

如果你在部署机器人时遇到任何问题,你几乎肯定能够使用你拥有的设备找到解决方案。这就是使用模拟器作为测试平台进行购买选择的价值所在。

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关于Alex Owen-Hill

亚历克斯·欧文-希尔是一名自由撰稿人和公共演说家,他的博客主题广泛,包括科学、CreateClarifyArticulate.com的演讲技巧、讲故事和(当然)机器人。他在马德里理工大学完成了远程机器人博士学位,这是与欧洲核子研究中心合作的PURESAFE项目的一部分。作为一名正在恢复的学者,他通过撰写关于工业机器人的博客,在机器人世界站稳了脚跟。

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