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制造一款系統結構簡單的桁架機器人流程
閱讀：998 發布時間：2016-3-15 1、使用要求的分析：每一個桁架機器人都是根據特定的要求的產生而設計的，設計的*步就是要將使用要求分析清楚，確定設計時需要考慮的參數，包括：桁架機器人的定位精度，重復定位精度；桁架機器人的負載大小，負載特性；桁架機器人運動的自由度數量，每自由度的運動行程；桁架機器人的工作周期或運動速度，加減速特性；桁架機器人的運動軌跡，動作的關聯；桁架機器人的工作環境、安裝方式；桁架機器人的運行工作制、運行壽命；其他特殊要求；
2、 本機械模型初建：桁架機器人從機械結構分大體可分為龍門結構、壁掛結構，垂掛結構，根據安裝空間的要求選擇不同的結構，每種結構的力學特性、運動特性都是不一樣的。后續的設計必須是基于一個確定的結構。
3、運動性能計算：有關該性能的參數有：平均速度：V=S/t 速度曲線四zui大速度：Vmax=at加速度/減速度：a=F/m其中：S為運動行程t為定位運動時間F加速時的驅動力M運動物體質量和
4、力學特性分析一個桁架機器人是由許多定位單元組成的，每根定位系統都要分析。需要分析的項目如下：水平推力Fx 力學分析圖五正壓力Fz側壓力FyMx、My、Mz
5、機械強度校核：每個定位單元，每個梁都要進行校核，尤其雙端支撐梁和懸臂梁。
1） 撓度變形計算撓度變形圖六F：負載（N）；L：定位單元長度（mm）；E：材料彈性模量；I：材料截面慣性矩(mm4)；f：撓度形變（mm）
在計算撓度形變時，梁的自重產生的變形不能忽視，梁的自重按均布載荷計算。
以上公式計算的是靜態形變，實際應用中，因為桁架機器人一直處于運動狀態，必須計算加速力產生的形變，形變直接影響桁架機器人的運行精度。
2）扭轉形變計算：
當一根梁的一端固定，另一端施加一個繞軸扭矩后，將產生扭曲變形。實際應用中產生該形變的原因一般是負載偏心或有繞軸加速旋轉的物體存在。
扭轉力矩分析圖七、八
6、驅動元件選擇
常用的驅動系統有：交流/直流伺服電機驅動系統、步進電機驅動系統、直線伺服電機/直線步進電機驅動系統。
每一個驅動系統都由電機和驅動器兩部分組成。驅動器的作用是將弱電信號放大，將其加載在驅動電機的強電上，驅動電機。電機則是將電信號轉化成的速度及角位移。
需要計算的項目如下：
電機功率：
電機扭矩：
電機轉速：
減速機減速比
電機慣量/負載慣量的匹配關系
其他計算公式及計算方法請與沈陽力拓公司。
7、機械結構設計
在完成了前面六項工作后，一個直角坐標桁架機器人定位系統的雛形就已經在設計者的頭腦中形成了，接下來的工作就是將雛形畫成工程圖，以便生產。我們建議用戶用三維軟件設計，以便檢查是否存在位置干涉。
桁架機器人的運動軌跡具有不確定性，靈活多變，往往在一個位置不存在位置干涉，但到下一個位置就干涉了。
8、設備壽命校核
機械結構設計完成后，要對整臺設備進行壽命計算，核心元件的壽命到要計算，如桁架機器人軌道的壽命，減速機的壽命，伺服電機的壽命等。
桁架機器人的運行壽命與運行速度、負載大小、結構形式、工作環境、工作制等有關。
如果發現桁架機器人的運行壽命太短，需要重新調整設計。
具體計算方法請與沈陽力拓公司。
9、控制系統的選擇
沒有控制系統的桁架機器人就象人沒有大腦一樣，不能執行任何動作。所以我們通常將沒有配備控制系統的機械結構稱為裸機或桁架機器人定位系統（robot positioning system）。
根據要求的不同，控制系統的選擇也不同，通常選擇作為控制系統的產品有：
PLC 程序控制器；
工業運動控制卡（motion card）;
數字控制系統(CNC)
專業控制器
10、程序編寫
控制系統是桁架機器人的大腦，程序是桁架機器人的思想。程序的編寫直接反應設計者的思想、意圖和運動需求。
編寫程序是一個復雜的過程，但只要桁架機器人總體設計沒有問題，程序總會編出來的。編程序要注意以下問題：
對任務的分析要清晰，編程層次要分明，邏輯清晰。