在典型的關(guān)節(jié)臂配置中，六個(gè)運(yùn)動(dòng)軸通常被視為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)目標(biāo)。為什么是六個(gè)軸，或多或少的機(jī)械臂有哪些優(yōu)勢(shì)和損失？工業(yè)機(jī)器人的品牌、型號(hào)、顏色、形狀和大小不一，但在機(jī)械設(shè)計(jì)方面，所有品牌都有許多相似之處。工業(yè)關(guān)節(jié)機(jī)械臂通常被視為描繪高科技制造設(shè)備的形象。即使是普通的協(xié)作機(jī)器人也遵循相同的機(jī)制——搬運(yùn)貨物、堆垛、分揀、碼垛、組裝和許多其他重復(fù)性任務(wù)。

      所有品牌和型號(hào)都有一個(gè)共同的重要特征：六軸運(yùn)動(dòng)。有的機(jī)型多，有的少，但6軸似乎是標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)。是什么讓這個(gè)數(shù)字如此普遍？這就提出了兩個(gè)相關(guān)的問題：少于六個(gè)車軸是否是一項(xiàng)不明智的選擇？同樣，如果六軸很好，是否應(yīng)該首選七軸或更多軸？

       理想的6軸運(yùn)動(dòng)范圍

       簡(jiǎn)而言之，機(jī)器人手臂有六個(gè)可以移動(dòng)的點(diǎn)，允許夾具在整個(gè)工作半徑內(nèi)的任何地方移動(dòng)，并隨時(shí)在任何方向上用夾具到達(dá)任何點(diǎn)（工具末端或EOAT）。這個(gè)簡(jiǎn)單的答案有一些局限性。首先，整個(gè)工作表面只能在手柄完全伸展的情況下才能夠到，就好像你要伸手去夠遠(yuǎn)處的物體一樣。如果觸手的角度發(fā)生變化，這肯定會(huì)限制整體范圍。顯然，觸手無法伸入機(jī)器人堅(jiān)固的金屬底座中。硬軸和軟軸限制可防止此類碰撞。

       典型關(guān)節(jié)臂中的軸是樞軸接頭，因此它們圍繞由電機(jī)或驅(qū)動(dòng)皮帶輪的中心定義的軸旋轉(zhuǎn)。相反，某些類型的機(jī)器人，例如“Delta”或SCARA機(jī)器人，使用線性滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)軸。但是關(guān)節(jié)臂是旋轉(zhuǎn)的，這意味著關(guān)節(jié)的位置是角度而不是直線距離。所以這是一個(gè)“理想的”6軸機(jī)器人，可以在任何EOAT方向到達(dá)其工作范圍內(nèi)的任何可能點(diǎn)，因此如果您的工件以不平行于機(jī)器人底座的角度存在，它是理想的設(shè)備。

       軸數(shù)較少的機(jī)器人的缺點(diǎn)

       在設(shè)計(jì)可能以較低成本提供4軸或5軸模型的系統(tǒng)時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)這個(gè)問題：五個(gè)軸是否足以滿足我的應(yīng)用需求？這不是一個(gè)簡(jiǎn)單的是或否的答案，但有一個(gè)因素肯定會(huì)促使調(diào)查。假設(shè)機(jī)器人要從與機(jī)器人所在的地面不平行的位置處理一個(gè)物體或拾取/取回一個(gè)物體。那么你要仔細(xì)考慮5軸是否有效。想象這樣一個(gè)場(chǎng)景，水平傳送帶將產(chǎn)品運(yùn)送到安裝在地板上的機(jī)器人，機(jī)器人將它們撿起來并將它們轉(zhuǎn)移到另一個(gè)水平傳送帶。在這種情況下，即使是4軸機(jī)器人也足夠了。如果末端夾持器也必須旋轉(zhuǎn)以定位產(chǎn)品，則必須使用第五軸。

       在更復(fù)雜的情況下，與地面成45度角的托盤提供機(jī)器人必須取回的產(chǎn)品。這可能只有6軸機(jī)器人才有可能，除非它試圖完美對(duì)齊，因此不需要第六軸。當(dāng)然，對(duì)于每種情況，不能像是或否那樣簡(jiǎn)單地定義情況。盡管如此，測(cè)試物體是否處于平行于機(jī)器人底座以外的方向仍然需要謹(jǐn)慎。如果機(jī)器人用于焊接、涂膠或任何其他路徑跟蹤應(yīng)用，它幾乎肯定需要是六軸的。

       多軸機(jī)器人的優(yōu)勢(shì)

      通常根據(jù)具體情況安裝額外的豎井。第七軸的一個(gè)常見示例是機(jī)器人可以在其上移動(dòng)的滑動(dòng)臺(tái)，允許它同時(shí)操作多臺(tái)CNC機(jī)器或在較長(zhǎng)的裝配線過程中執(zhí)行不同的步驟。由于增加了編程復(fù)雜性，與購(gòu)買多個(gè)機(jī)器人相比，它可以顯著節(jié)省投資。

       有時(shí)行進(jìn)軸是垂直的而不是水平的，這可以讓碼垛機(jī)器人堆得更高或存儲(chǔ)/檢索系統(tǒng)從離地面高的箱子中挑選。其他時(shí)候，不是將機(jī)器人本身安裝在移動(dòng)底座上，而是將工件放在旋轉(zhuǎn)臺(tái)上。這可以讓固定機(jī)器人達(dá)到更廣泛的范圍。另一個(gè)例子是安裝在底座上的兩個(gè)6軸手臂，以創(chuàng)建一個(gè)幾乎人形的軀干。這些機(jī)器人可以有12個(gè)或更多軸，因?yàn)樗鼈冇?軸手臂組成。

        所有這些機(jī)器人都具有明顯的優(yōu)勢(shì)，可以證明是一項(xiàng)值得的投資。但是，如果不需要額外的軸，某些軸可能過于復(fù)雜并且更容易出現(xiàn)故障。在所有情況下，尋求專業(yè)建議來檢查過程和環(huán)境以確定哪種機(jī)器人最適合每個(gè)應(yīng)用程序都是值得的。

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