安川發(fā)那科庫卡第七軸機(jī)器人地軌,通常被稱作機(jī)器人外部行走軸或第七軸。它是一種輔助機(jī)器人行走的機(jī)構(gòu),能夠極大地擴(kuò)大機(jī)器人的作業(yè)半徑,提高機(jī)器人的使用效率。
第七軸機(jī)器人地軌在多個生產(chǎn)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。例如在汽車制造行業(yè),可用于汽車零部件的搬運(yùn)、焊接等工作;在電子工業(yè)中,能實現(xiàn)電子產(chǎn)品的精確裝配和檢測;在物流領(lǐng)域,可進(jìn)行貨物的搬運(yùn)和碼垛。據(jù)統(tǒng)計,在汽車制造行業(yè)中,使用第七軸機(jī)器人地軌可以將生產(chǎn)效率提高 30% 以上。
其主要由整體固定底座、動力機(jī)構(gòu)、動力傳遞機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、機(jī)器人安裝滑臺、防護(hù)機(jī)構(gòu)、限位機(jī)構(gòu)及其行走附件等構(gòu)成。不同的組成部分協(xié)同工作,確保機(jī)器人能夠穩(wěn)定、精確地在指定路線上移動。
安川發(fā)那科庫卡第七軸機(jī)器人地軌的優(yōu)勢眾多。首先,它具有高精度的定位能力,精度在 ±0.05mm 范圍內(nèi),能夠保證機(jī)器人在移動過程中的定位精度。其次,結(jié)構(gòu)堅固,穩(wěn)定性強(qiáng),能承受機(jī)器人及工作負(fù)載的重量。再者,采用模塊化設(shè)計,方便安裝、拆卸和維護(hù)。同時,它具有大負(fù)載能力,可承載較重的機(jī)器人和工作負(fù)荷,滿足不同生產(chǎn)場景的需求。此外,第七軸機(jī)器人地軌還具有長行程、高速度、防護(hù)性好、可定制性強(qiáng)等優(yōu)點,能與多種機(jī)器人品牌和型號兼容,具有高可靠性和安全性,耐用性強(qiáng),降低了設(shè)備更換成本。
二、第七軸機(jī)器人地軌的類型
(一)按安裝方式分類
- 地軌式:地軌式機(jī)器人第七軸地軌安裝在地面上,相對較為簡單,通過在地面增加行走軸軌道并進(jìn)行模塊化拼裝而成。其特點是穩(wěn)定性較好,能夠承受較大的重量。適用于對穩(wěn)定性要求較高的場景,如機(jī)床工件上下料、鑄造等工作。在這些場景中,機(jī)器人需要在一個相對固定的位置進(jìn)行重復(fù)操作,地軌式安裝方式能夠為機(jī)器人提供穩(wěn)定的支撐和精確的移動路徑。
- 懸掛式:懸掛式機(jī)器人第七軸地軌將機(jī)器人懸掛在空中,避免了占用地面空間的問題。這種安裝方式適用于空間有限的車間,或者需要避免地面障礙物的場景。例如在一些小型電子制造企業(yè),車間空間有限,懸掛式地軌可以充分利用空中空間,不影響地面工作人員和設(shè)備的移動。
- 側(cè)掛式:側(cè)掛式機(jī)器人第七軸地軌安裝在墻壁或其他支撐結(jié)構(gòu)的側(cè)面。這種安裝方式可以節(jié)省空間,同時也能為機(jī)器人提供一定的移動范圍。適用于一些特殊的生產(chǎn)場景,如在狹窄的通道或角落進(jìn)行作業(yè)的情況。
(二)按密封形式分類
- 開式:開式機(jī)器人第七軸地軌結(jié)構(gòu)簡單,成本較低,但防護(hù)性能相對較弱。適用于一些對環(huán)境要求不高的場合,如普通的機(jī)械加工車間。
- 半閉式:半閉式機(jī)器人第七軸地軌在一定程度上提高了防護(hù)性能,能夠防止部分灰塵和雜物進(jìn)入。適用于一些有一定清潔要求的生產(chǎn)場景,如電子產(chǎn)品裝配車間。
- 全封閉:全封閉機(jī)器人第七軸地軌具有良好的防護(hù)性能,能夠有效防止灰塵、水汽等進(jìn)入,保證機(jī)器人的正常運(yùn)行。適用于一些對環(huán)境要求較高的場合,如噴涂、焊接等工作環(huán)境。在噴涂行業(yè)中,全封閉式天軌適用,能夠防止噴涂材料對機(jī)器人和地軌造成損壞。
(三)按滾動體分類
- 直線導(dǎo)向型:直線導(dǎo)向型機(jī)器人第七軸地軌采用直線導(dǎo)軌,具有精度高、剛性好、運(yùn)行平穩(wěn)等特點。適用于對精度要求較高的場合,如精密機(jī)械加工、檢測等行業(yè)。直線導(dǎo)向型地軌能夠保證機(jī)器人在移動過程中的精度和穩(wěn)定性,確保生產(chǎn)出高質(zhì)量的產(chǎn)品。
- 滾輪型:滾輪型機(jī)器人第七軸地軌采用滾輪作為滾動體,具有運(yùn)行速度快、安裝調(diào)試方便等特點。適用于一些對速度要求較高的場合,如物流搬運(yùn)、碼垛等工作。滾輪型地軌能夠快速地移動機(jī)器人,提高生產(chǎn)效率。
三、第七軸機(jī)器人地軌的優(yōu)勢
安川發(fā)那科庫卡第七軸機(jī)器人地軌具有諸多顯著優(yōu)勢。
首先,質(zhì)量保證優(yōu),適用性強(qiáng)。它是一種可用于各種場合的機(jī)器人行走軸單元,無論是在汽車制造、電子工業(yè)還是物流領(lǐng)域等,都能發(fā)揮出色的作用。結(jié)構(gòu)簡單使其在安裝和維護(hù)過程中更加便捷,降低了操作難度和成本。同時,故障率低、性能可靠,確保了生產(chǎn)的連續(xù)性和穩(wěn)定性。即使在長時間高強(qiáng)度的工作環(huán)境下,也能保持良好的運(yùn)行狀態(tài)。
其次,易于維護(hù)。與其他重型設(shè)備輔助用品相比,第七軸機(jī)器人地軌的結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化,日常維護(hù)更加簡單。不僅節(jié)省了維護(hù)費(fèi)用,還提高了維護(hù)效率,而且維修維護(hù)頻率相對較低。這對于企業(yè)來說,意味著可以減少因設(shè)備故障而導(dǎo)致的停工時間,提高生產(chǎn)效率。
再者,剛性高、運(yùn)行速度快。剛性高保證了地軌在承受機(jī)器人及工作負(fù)載時不會發(fā)生變形,確保了機(jī)器人的運(yùn)動精度。而運(yùn)行速度快則能夠大大提高生產(chǎn)效率,滿足現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)對高效性的要求。例如在物流搬運(yùn)和碼垛工作中,快速的運(yùn)行速度可以快速完成貨物的搬運(yùn)和堆放,提高物流效率。
此外,有效載荷大。第七軸機(jī)器人地軌可承載較重的機(jī)器人和工作負(fù)荷,滿足不同生產(chǎn)場景的需求。在機(jī)床工件上下料、鑄造等工作中,能夠輕松應(yīng)對較重的工件和設(shè)備,提高生產(chǎn)的可靠性和穩(wěn)定性。
同時,重復(fù)精度高。精度在 ±0.05mm 范圍內(nèi),能夠保證機(jī)器人在移動過程中的定位精度,確保每次操作的準(zhǔn)確性和一致性。這對于精密機(jī)械加工、檢測等行業(yè)來說至關(guān)重要,可以生產(chǎn)出高質(zhì)量的產(chǎn)品。
最后,防護(hù)性能好、可定制。第七軸機(jī)器人地軌外部采用防腐蝕設(shè)計,內(nèi)部設(shè)計及強(qiáng)度較高,既可以抵御外力,也可以防止塵土以及工業(yè)粉塵等進(jìn)入內(nèi)部,影響其運(yùn)行。而且可以根據(jù)不同的生產(chǎn)需求進(jìn)行定制,滿足企業(yè)個性化的生產(chǎn)要求。例如在噴涂、焊接等工作環(huán)境中,全封閉的地軌可以根據(jù)具體的工作場景進(jìn)行定制,確保機(jī)器人的正常運(yùn)行,同時保護(hù)工作人員的安全。
四、第七軸機(jī)器人地軌的作用
(一)提高生產(chǎn)效率
第七軸機(jī)器人地軌能夠隨意與其他設(shè)備組成生產(chǎn)線工作,極大地提高了生產(chǎn)過程的自動化程度。例如在汽車制造行業(yè),機(jī)器人地軌可以與焊接設(shè)備、噴涂設(shè)備等組成生產(chǎn)線,實現(xiàn)汽車零部件的自動化焊接和噴涂。在電子工業(yè)中,可與裝配設(shè)備、檢測設(shè)備等協(xié)同工作,提高電子產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。通過準(zhǔn)確控制生產(chǎn)節(jié)拍,確保每個環(huán)節(jié)都能高效、穩(wěn)定地運(yùn)行。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計,使用第七軸機(jī)器人地軌組成的生產(chǎn)線,生產(chǎn)效率可提高 40% 以上。
(二)實現(xiàn)復(fù)雜空間軌跡控制
第七軸機(jī)器人地軌具有系統(tǒng)程序控制、軟件功能作用、急停連鎖功能等特性,能實現(xiàn)精確的空間軌跡控制。系統(tǒng)程序控制方面,地軌系統(tǒng)與 “模架” 的信號接口及系統(tǒng)接口全部采用數(shù)字信號傳輸,保證了相互之間的穩(wěn)定性及可靠性。具備手動和自動兩種運(yùn)轉(zhuǎn)控制方式,手動方式下可單獨操作某一個工位,自動方式下按設(shè)定的運(yùn)轉(zhuǎn)程序自動運(yùn)轉(zhuǎn)。軟件功能作用上,隨機(jī)發(fā)起工作信號,七軸能夠根據(jù)發(fā)起的先后次第依次完成工作,并且在信號復(fù)位后能夠肅清掉一切未執(zhí)行的信號。急停連鎖功能確保在緊急情況下,隨意激發(fā)任何一個急停按鈕,七軸機(jī)器人能夠立即中止正在完成的動作,只需在該急停重新復(fù)位后設(shè)備才恢復(fù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。此外,在較短的時間內(nèi)連續(xù)給出兩次信號,機(jī)器人行走軸只執(zhí)行一次信號而不會連續(xù)工作兩次,且在程序升級后,有完好的系統(tǒng)備份。通過操作面板及顯示屏直接編輯,理論上在直線軸有效行程范圍內(nèi),可以設(shè)置無數(shù)個定位點。位置精度由編碼器精確檢測,經(jīng)過伺服系統(tǒng)控制電機(jī)保證,精度在 ±0.5mm 范圍之內(nèi)。
(三)保障生產(chǎn)安全
第七軸機(jī)器人地軌能夠替換人工完成作業(yè),極大地改善了勞動條件,避免了人身事故的發(fā)生。在一些危險、惡劣的工作環(huán)境中,如焊接、噴涂等,人工操作存在著很大的安全風(fēng)險。而機(jī)器人地軌可以在這些環(huán)境中穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行,不僅提高了生產(chǎn)效率,還保障了工作人員的安全。例如在汽車噴涂車間,全封閉式的機(jī)器人地軌可以防止噴涂材料對人體造成傷害,同時也能保證噴涂的質(zhì)量和均勻性。在一些高溫、高壓的工作環(huán)境中,機(jī)器人地軌也能夠替代人工完成作業(yè),避免了人員受傷的風(fēng)險。
五、第七軸機(jī)器人地軌的特點
(一)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與組成
第七軸機(jī)器人地軌的基座采用高強(qiáng)度型鋼與優(yōu)質(zhì)鋼板焊接而成,這種結(jié)構(gòu)設(shè)計能夠最大限度地保障其精度,有效避免變形和振動的情況出現(xiàn)。地軌上鑲嵌著上銀直線滑動導(dǎo)軌和臺灣進(jìn)口齒輪齒條,這些優(yōu)質(zhì)的零部件確保了地軌的高精度和高穩(wěn)定性。同時,地軌采用全伺服動力系統(tǒng),能夠?qū)崿F(xiàn)速度快、精度高、防塵、防污等優(yōu)良性能,滿足各種復(fù)雜的生產(chǎn)需求。此外,地軌的控制系統(tǒng)采用自主研發(fā)中文控制系統(tǒng),實現(xiàn)了會中文即會操作的便捷性,大大提高了操作效率。采用全反饋智能式設(shè)計,實現(xiàn)機(jī)器的實時自檢功能,確保高穩(wěn)定性和安全性。
(二)多自由度運(yùn)動與自動控制
第七軸機(jī)器人地軌具有多自由度運(yùn)動的特點,每個運(yùn)動自由度之間的空間夾角為直角。這種設(shè)計使得機(jī)器人能夠在復(fù)雜的空間中靈活運(yùn)動,完成各種高難度的作業(yè)任務(wù)。地軌可重復(fù)編程,所有的運(yùn)動均按程序運(yùn)行,能夠?qū)崿F(xiàn)高度的自動化控制。一般來說,地軌主要由控制系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)、操作工具等組成??刂葡到y(tǒng)負(fù)責(zé)對整個地軌的運(yùn)行進(jìn)行精確控制,確保機(jī)器人能夠按照預(yù)定的軌跡和動作進(jìn)行工作。驅(qū)動系統(tǒng)為地軌提供動力,使得機(jī)器人能夠在不同的工位之間快速移動。機(jī)械系統(tǒng)則是地軌的主體結(jié)構(gòu),承載著機(jī)器人和各種工作負(fù)載。操作工具則根據(jù)不同的生產(chǎn)需求,可以進(jìn)行更換和調(diào)整,以適應(yīng)不同的作業(yè)任務(wù)。
(三)高可靠性與環(huán)境適應(yīng)性
第七軸機(jī)器人地軌的主要配件采用高端進(jìn)口品牌及國內(nèi)知名品牌,確保了產(chǎn)品的高質(zhì)量和高可靠性。這些優(yōu)質(zhì)的配件具有良好的性能和穩(wěn)定性,能夠在長時間的工作中保持良好的狀態(tài)。地軌可用于惡劣的環(huán)境,無論是高溫、低溫、強(qiáng)噪音、塵土等環(huán)境因素,都能夠正常運(yùn)行。例如,在一些工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中,溫度可能會高達(dá)幾十?dāng)z氏度甚至更高,而地軌仍然能夠穩(wěn)定地工作,不會因為高溫而出現(xiàn)故障。同時,地軌長期工作的穩(wěn)定性也非常好,能夠滿足工廠連續(xù)生產(chǎn)的需求。此外,地軌便于操作維修,當(dāng)出現(xiàn)故障時,維修人員可以快速地進(jìn)行診斷和修復(fù),減少設(shè)備停機(jī)時間,提高生產(chǎn)效率。
