制造一款系统结构简单的桁架机器人流程
时间：2016-03-15 阅读：983
1、使用要求的分析：每一个桁架机器人都是根据特定的要求的产生而设计的，设计的*步就是要将使用要求分析清楚，确定设计时需要考虑的参数，包括：桁架机器人的定位精度，重复定位精度；桁架机器人的负载大小，负载特性；桁架机器人运动的自由度数量，每自由度的运动行程；桁架机器人的工作周期或运动速度，加减速特性；桁架机器人的运动轨迹，动作的关联；桁架机器人的工作环境、安装方式；桁架机器人的运行工作制、运行寿命；其他特殊要求；
2、 本机械模型初建：桁架机器人从机械结构分大体可分为龙门结构、壁挂结构，垂挂结构，根据安装空间的要求选择不同的结构，每种结构的力学特性、运动特性都是不一样的。后续的设计必须是基于一个确定的结构。
3、运动性能计算：有关该性能的参数有：平均速度：V=S/t 速度曲线四zui大速度：Vmax=at加速度/减速度：a=F/m其中：S为运动行程t为定位运动时间F加速时的驱动力M运动物体质量和
4、力学特性分析一个桁架机器人是由许多定位单元组成的，每根定位系统都要分析。需要分析的项目如下：水平推力Fx 力学分析图五正压力Fz侧压力FyMx、My、Mz
5、机械强度校核：每个定位单元，每个梁都要进行校核，尤其双端支撑梁和悬臂梁。
1） 挠度变形计算挠度变形图六F：负载（N）；L：定位单元长度（mm）；E：材料弹性模量；I：材料截面惯性矩(mm4)；f：挠度形变（mm）
在计算挠度形变时，梁的自重产生的变形不能忽视，梁的自重按均布载荷计算。
以上公式计算的是静态形变，实际应用中，因为桁架机器人一直处于运动状态，必须计算加速力产生的形变，形变直接影响桁架机器人的运行精度。
2）扭转形变计算：
当一根梁的一端固定，另一端施加一个绕轴扭矩后，将产生扭曲变形。实际应用中产生该形变的原因一般是负载偏心或有绕轴加速旋转的物体存在。
扭转力矩分析图七、八
6、驱动元件选择
常用的驱动系统有：交流/直流伺服电机驱动系统、步进电机驱动系统、直线伺服电机/直线步进电机驱动系统。
每一个驱动系统都由电机和驱动器两部分组成。驱动器的作用是将弱电信号放大，将其加载在驱动电机的强电上，驱动电机。电机则是将电信号转化成的速度及角位移。
需要计算的项目如下：
电机功率：
电机扭矩：
电机转速：
减速机减速比
电机惯量/负载惯量的匹配关系
其他计算公式及计算方法请与沈阳力拓公司。
7、机械结构设计
在完成了前面六项工作后，一个直角坐标桁架机器人定位系统的雏形就已经在设计者的头脑中形成了，接下来的工作就是将雏形画成工程图，以便生产。我们建议用户用三维软件设计，以便检查是否存在位置干涉。
桁架机器人的运动轨迹具有不确定性，灵活多变，往往在一个位置不存在位置干涉，但到下一个位置就干涉了。
8、设备寿命校核
机械结构设计完成后，要对整台设备进行寿命计算，核心元件的寿命到要计算，如桁架机器人轨道的寿命，减速机的寿命，伺服电机的寿命等。
桁架机器人的运行寿命与运行速度、负载大小、结构形式、工作环境、工作制等有关。
如果发现桁架机器人的运行寿命太短，需要重新调整设计。
具体计算方法请与沈阳力拓公司。
9、控制系统的选择
没有控制系统的桁架机器人就象人没有大脑一样，不能执行任何动作。所以我们通常将没有配备控制系统的机械结构称为裸机或桁架机器人定位系统（robot positioning system）。
根据要求的不同，控制系统的选择也不同，通常选择作为控制系统的产品有：
PLC 程序控制器；
工业运动控制卡（motion card）;
数字控制系统(CNC)
专业控制器
10、程序编写
控制系统是桁架机器人的大脑，程序是桁架机器人的思想。程序的编写直接反应设计者的思想、意图和运动需求。
编写程序是一个复杂的过程，但只要桁架机器人总体设计没有问题，程序总会编出来的。编程序要注意以下问题：
对任务的分析要清晰，编程层次要分明，逻辑清晰。