基本运动分类
平移运动:
一个直线运动能实现一个平移的自由度,多套直线模组的组合能实现XYZ平面的运动 严格来说气动手指也能实现一个平移自由度,但是并不是完整的自由度,他只能在两点之间开合
旋转运动:
一个旋转关节能实现一个转动自由度,多个旋转关节构成了多关节的机械臂,多个旋转环节的插补也能实现平移运动(例如多轴机器人的直线插补) 剪刀样子的气动手指也能实现一个旋转自由度,但是并不是完整的自由度,他只能在两点之间开合
四轴XYZ机器人方案
典型的四轴上下料机器人: 三个直线模组+一个旋转也能实现平面物体的抓放。这种传统的结构已经广泛应用于冲床上下料,注塑机取料等行业
四轴SCARA机器人方案
结构紧凑,精度高,速度快,但是只能完成平面内的运动,而且负载能力比较低,也没法抓放很大的工件(广泛应用于电子3C行业的检测装配)
四轴并联Delta机器人方案
并联的行程比较短,但是速度和负载能力比串联大,在高速运动的流水线上分拣药品,食品等用并联的机器人更加适合
四轴混联机器人方案
典型又有串联又有并联的是码垛机器人,重载机器人(比较大的可以提起500KG) 这种机器人融合了并联的重载能力和串联的大行程能力(本质上是五轴机器人,其中一个轴是被动自由度,通过机构让最终法兰始终跟地面平行)
六轴机器人ABB/KUKA方案
本教程我们主要讨论的六轴机器人,六个旋转关节是性价比最高,适用范围最广,也是最普遍的方案 从早期的PUMA560,到现在的商业机器人基本都是纯旋转关节(少数机型的特殊轴使用平移的丝杠导轨),这样有利于产品标准化和售后维护
六轴机器人UR方案
UR结构是后来才出现的,目前很多类似UR的结构比如傲博,韩华,达明,使用模块化的结构,省掉了皮带传动,只能讲是机器人的一种改进,不算是颠覆。
六轴机器人大族Elfin方案
用类似ABB的结构,但是用UR的模块化思维的机器人,下面的深圳大族的机器人就是这个例子,而且他是双关节模组(一个关节有两组电机驱动器)。
六轴机器人Steward平台方案
Steward平台本质上是六轴并联机器人,他跟六轴串联一样,可以让他的TCP点产生XYZ的运动和RXRYRZ的旋转,但是由于机械结构有限,并不能完全翻转到任意位置姿态。
七轴机器人ABB YUMI方案
ABB YUMI的双臂都是七轴,当然双臂的价格比较贵,难以快速商业化,而且YUMI的负载只有0.5KG,只能适用于非常轻的电路板等组件的搬运装配,稍微重一点的活就干不了(所以后来ABB也推了单臂的YUMI)
七轴机器人KUKA IIWA方案
KUKA IIWA是目前七轴机器人做的比较牛逼的,相比于优傲他直接在关节内部加力矩传感器而不是通过电流检测的方式,精度和稳定性更高,可以实现一些模拟人力量的算法和运动
七轴机器人Rethink方案
Rethink机械臂缺乏起码的刚性,严格来说不应该放在工业机器人领域讨论 Rethink可能更适合转型做服务机器人,很难看到他在中国哪个工厂的实际应用(因为产品卖不掉,公司已经被卖掉了)
国产七轴方案-珞石ROKAE
国产机器人里面仿KUKA IIWA仿的比较好的就是这个了(但是七轴机器人不仅多了一个关节,而且关节内置力矩传感器,所以整个机器人的成本进一步提高,工业化商业化的价值不大) 未来机器人都流行用平板做示教器,控制器直接集成在底座上了(更加易用)
国产七轴方案-非夕FLEX
下面这个虽然长得跟KUKA IIWA很像,但是算法来看就差异很大了(不满足Piper法则,不能用标准DH方法解决),几十万的机器人搞按摩,强调力控柔顺性,实际很鸡肋(肯定没3万的按摩椅按的舒服)
国产全系列机器人解决方案_新松SIASUN
说到机器人,国产的老大哥新松不能不提,但是新松大而不强,虽然技术实力强,但是不考虑商业化,做产品很多做出来的都是概念机
一些非标机器人方案:平田五轴(混合平移+旋转运动-5轴)
平移和旋转并没有说哪种运动更好,现实中也有很多混合的范例,比如五轴甚至更多轴的联动机床 日本平田做了一个XYZ+两个旋转的机器人,实际上这种机器人在某些特殊的应用上还是有优点的