靈活Delta機器人

1、靈活性更好的Delta機器人發(fā)布時間：2010-9-10 17:03:45 來源：設計創(chuàng)新網(wǎng)design ideas我來說兩句>>核心提示：創(chuàng)新的三軸手腕設計方案，使發(fā)那科機器人公司的新型Delta機器人能在簡單或復合角度上，作出拾取、扭動和放置產品的復雜動作。Delta或平行連接式機器人，在業(yè)界已成為著名的高速解決方案。在該方案中，電機質量使機械臂難以快速移動，并使其處于機器人頭部?，F(xiàn)在，一種新型三軸手腕使Delta的機器人設計理念向前邁進了一步。它可使機器人以每秒2000度的速度拾取、旋轉和放置物體。（發(fā)那科）集團美國公司負責物料搬運機器人的工程主管Mike Cicco說：&q

2、uot;我們以前根據(jù)一般設計準則采用Delta機器人。該機器人共有3條機械腿，所有電機都在其頂端。但是，這些機器人的底部面板不能以任何方式改變。某些型號的機器人可以旋轉，但無法改變其方向。"從改善基本設計方案的方式來看，Cicco認為發(fā)那科機器人公司已尋找到能驅動機器人的關節(jié)，使其降低機械臂末端的不同方法。他們決定使3臺電機與機械臂排成一條直線，從而創(chuàng)建配備了三軸鉸接式手腕的M - 3iA六軸機器人。Cicco說："我們所做的，就是將三臺小型伺服電機放置在機械腿（每條腿中放一臺），每臺電機為傳動軸供電，使其從底部伸出。傳動軸與機械臂底部的萬向節(jié)相連，然后一系列精密齒輪和減速

3、器會圍繞每個手腕機構的節(jié)點旋轉。"第一臺電機會在節(jié)點4（J4）產生旋轉。該節(jié)點會在第一根軸上產生旋轉，而整個手腕的轉動也基本上是由該節(jié)點引發(fā)的。下一個節(jié)點（J5）會使手腕來回移動。而最后一臺與J6連接的電機，會使機器人底部的金屬面板產生旋轉。發(fā)那科機器人公司設計方案的關鍵，在于安裝于側面的萬向節(jié)可使軸長保持固定。Cicco稱，該設計也可用于公司采用單軸手腕的四軸機器人，在其手腕中間生成一個直徑為20毫米的孔，從而能插入空氣管。雖然采用單軸手腕的M-3iA四軸機器人也可針對簡單的組裝和高速拾取操作，但其速度更高-可達每秒4000度。此外，可在中空手腕內布置軟管和電纜，從而最大限度地減少

4、模具電纜的磨損。簡單與復雜組裝設計方案M-3iA新型平行連接式機器人，旨在最大限度地提高速度和組裝的靈活性，并能處理和拾取部件。它是該公司去年推出的M-1iA機器人的增大版。四軸和六軸型號均能容納多達6公斤的有效載荷，而且Cicco稱，這些機器人的工作包絡面在同級中是最大的（1350 × 500毫米）。六軸型號和正在申請專利的三軸手腕機構的目標是更復雜的組裝任務。新型手腕設計，使機器人能拾取部件，并將其在簡單或復合角度上插入，然后扭轉部件使其到位，其靈活性與手動操作者類似。M-3iA的設計，使其有可能在各種用途中自動進行組裝。而這是傳統(tǒng)的SCARA機器人無法實現(xiàn)的。發(fā)那科機器人公司產

5、品經理David Bruce說，"我們將該系列平行連接機器人看作拳頭產品，因為它們具有準確性和靈活性" 。Bruce說："M-3iA被設計用于與電子、醫(yī)療設備、藥品、化妝品、辦公用品、消費產品和太陽能電池板相關的簡單和復雜組裝過程。而一個完全封閉的結構也使其對食品環(huán)境具有安全性。"由于平行連接機器人在速度方面的根本優(yōu)勢，以及具有靈活性提高、并能處理產品的手腕，因此設計師的一個目標在于探索各類便于工作的新動作，以及機器人的新應用領域。Delta-style機器人通常可與視覺系統(tǒng)一起用于高速拾取，從而能確定產品位置，并迅速將其拾取。但迄今為止，機器人只能拾取

6、物體、使其發(fā)生旋轉出來，然后以不同的旋轉方式將其返還。Cicco說："由于包裝產品試圖減少廢物，而產品設計師又為產品確定最好看的外觀，因此許多用戶機器人能拾取平放的產品，并以一定的角度將其放下，或使其直立。"新技術的一項應用是以"像硬幣一樣堆積餅干"。在這個范例中，機器人必須能直上直下或以一個角度挑選餅干，然后從不同的角度將其放在盤子里。另外一個用途是用于對各種瓶子進行解擾。對洗發(fā)水或清潔劑塑料瓶進行成型時，往往其倒入一個大料斗。該理念就是要找到一個平放的瓶子，將其拾起，沿側將其放置在傳送帶上，然后進入灌裝生產線了。Cicco說："新機器人的間

7、距和偏航軸都有所增加，它為用戶帶來的功能不僅僅是使部件產生旋轉。產品可沿末端翻轉，并被放置在特定的角度。"另一個潛在的用途是大型產品的快速組裝。發(fā)那科于一年前推出M1iA，與目前的這種六軸機器人相比，其尺寸小得多，只能拾取500克物體，且工作包絡面小。M6iA機器人目前能提供6公斤的有效載荷，擁有一個直徑為1.35米的圓盤狀工作包絡面。它可在一個直徑為1,350毫米、高500毫米的圓柱形工作區(qū)域內發(fā)揮作用。另一個用途則涉及到復雜組件，例如某些電子消費品。這時，機器人可能需要配備用于部件的托盤，然后用視覺系統(tǒng)和力傳感器在所有角度尋找產品，然后進行組裝?？刂坪鸵曈X功能發(fā)那科稱，M-3iA

8、的優(yōu)勢包括正在申請專利的三軸平行式連接手腕，以及攜帶方便和緊湊的體積，從而可在較小的空間操作。三軸手腕還能從工作區(qū)的兩側送入部件，從而增加可用的工作區(qū)。四軸機器人（單軸手腕）可以極高的速度移動部件，可在中空手腕內布置工具電纜。該機器人的創(chuàng)新技術核心，是將機械結構與系統(tǒng)的機器人控制軟件相結合。軟件方面的最大問題，在于使機器人拾取一塊餅干，并以30度角將其準確地放在一個正在移動的直線傳送帶上。機器人的三根主軸，基本上都需要對手腕進行定位，從而在跟蹤輸送帶時使手腕處于正確位置。這三個手腕軸也會與主軸同時移動，從而使30度角處于一條直線上。軟件實施的這一運動解決方案必須能在極高的速度下，對所有6個軸進

9、行協(xié)調。M-3iA與發(fā)那科的所有機器人一樣，能通過該公司配備了集成智能功能（如iRVision?、Force Sensing、Robot Link和Collision Guard）的R-30iA控制器進行操作。該機器人控制器基于發(fā)那科的31i系列數(shù)控控制器，能提供相同的大腦、電源和運動算法的計算能力。iRVision系統(tǒng)是一種機器人視覺系統(tǒng)軟件包，可用于發(fā)那科生產的所有機器人。除了一個攝像頭和電纜，它不需要其它額外的處理硬件。該系統(tǒng)可提供一個二維機器人引導工具，完成部件的定位、誤差校對，以及其它通常需要特殊感應器或自定義設備的操作。發(fā)那科提供的三維集成視覺系統(tǒng)，可用于超越二維視覺系統(tǒng)的機器人視覺流程。新型鉸接式的一個用途，是像硬幣一樣堆積餅干。該技術通過在高速下控