五種重型龍門替代品

具有重型負(fù)載能力的自動(dòng)運(yùn)動(dòng)引導(dǎo)系統(tǒng)的需求正在急劇增加。造成這種情況的原因之一是圍繞將柔性多軸機(jī)器人安裝到長(zhǎng)軌道上的。這使工程師可以在充分利用機(jī)器人控制器的第七軸的同時(shí)大大擴(kuò)展工作范圍。

對(duì)于許多應(yīng)用，線性運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向龍門系統(tǒng)可以完成與多軸機(jī)器人相同的任務(wù)，同時(shí)降低成本。此外，這些龍門桁架機(jī)械手系統(tǒng)可以通過標(biāo)準(zhǔn)的重型子組件或組件進(jìn)行設(shè)計(jì)并提供給最終用戶，并且可以針對(duì)特定應(yīng)用進(jìn)行定制。

這里是五個(gè)可高度配置的系統(tǒng)的視圖，這些系統(tǒng)可用于龍門配置中以代替復(fù)雜的機(jī)器人，用于工廠車間自動(dòng)化。讓我們從回顧一些基本的龍門概念開始。

中低精度

工廠自動(dòng)化并不總是需要很高的精度。在許多情況下，任務(wù)涉及重產(chǎn)品和笨拙的形狀或不平衡的材料。大多數(shù)應(yīng)用要求重復(fù)性高，工作時(shí)間長(zhǎng)，耐用性好，維護(hù)最少。通常，對(duì)精確定位的要求較低（圖1）。

（圖1）：基于帶有齒條和小齒輪動(dòng)力傳輸?shù)腣型導(dǎo)向輪的重型龍門機(jī)械手的示例。

將貨盤堆垛或?qū)⑾乱粋€(gè)項(xiàng)目放入生產(chǎn)隊(duì)列時(shí)，取放應(yīng)用程序可能要求較低的精度。物料傳輸應(yīng)用可能涉及使用高架機(jī)器人將產(chǎn)品從一個(gè)區(qū)域轉(zhuǎn)移到另一個(gè)區(qū)域。XYZ龍門機(jī)器人（Z軸指向垂直方向）可以在三維空間內(nèi)的任何位置定位和重新定位材料，或者可以在工件的許多面上進(jìn)行操作。噴涂系統(tǒng)在長(zhǎng)距離上可能要求較低的精度，以對(duì)軌道車或飛機(jī)機(jī)翼進(jìn)行噴涂。

重型Z軸桁架機(jī)械手

移動(dòng)產(chǎn)品時(shí)，首要任務(wù)是減輕工作量。在設(shè)計(jì)用于操縱產(chǎn)品的末端執(zhí)行器夾具時(shí)，通常要格外小心。簡(jiǎn)單的垂直升降機(jī)可以稱為Z軸系統(tǒng)（圖2）。

在物品被系統(tǒng)提升并支撐之后，由于質(zhì)量的加速度，所有運(yùn)動(dòng)都會(huì)產(chǎn)生額外的負(fù)載。高速運(yùn)動(dòng)期間可能會(huì)產(chǎn)生大量負(fù)載。通常根據(jù)所需距離上的循環(huán)時(shí)間來確定速度。根據(jù)質(zhì)量的加速度（+和-）計(jì)算載荷。

典型龍門架的速度可擴(kuò)展到5m/ s。

因此，可能需要重載才能適應(yīng)預(yù)期的運(yùn)動(dòng)。此外，當(dāng)工作負(fù)載要求是運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)負(fù)載能力的很小比例時(shí)，可以在應(yīng)用中設(shè)計(jì)較長(zhǎng)的使用壽命。

（圖2）：上圖是帶有集成齒輪齒條的重型應(yīng)用自動(dòng)化組件的特寫視圖。

XZ坐標(biāo)機(jī)械手或XYZ直角坐標(biāo)機(jī)械手

單軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)可以與各種機(jī)架配置中的其他定位器組合。附加其他運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)可增加覆蓋范圍和功能，并且可以在更長(zhǎng)的距離上執(zhí)行任務(wù)。

XZ機(jī)械手：將Z軸線性運(yùn)動(dòng)平臺(tái)安裝在附加的橫向運(yùn)動(dòng)軸上時(shí)，可以稱為XZ機(jī)械手。這種配置可以垂直提起物體，沿直線移動(dòng)到另一個(gè)位置，然后將物體放置在那里。此配置對(duì)于取放或轉(zhuǎn)移應(yīng)用程序特別有用。XZ機(jī)械手的末端可以在矩形平面內(nèi)的任何位置定位和定位（圖3）。

（圖3）：圖為XZ龍門機(jī)器人配置，專門用于重型取放應(yīng)用。

在某些情況下，用于X軸的主安裝板可以將線性引導(dǎo)軸承保持在Z軸上，并集成所有必需的小齒輪驅(qū)動(dòng)器和自動(dòng)潤(rùn)滑器組件。這極大地簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)并減少了整體移動(dòng)質(zhì)量（圖4）

（圖4）：此處顯示的是龍門架板的特寫視圖，該板帶有兩個(gè)運(yùn)動(dòng)軸軸承和一個(gè)集成的變速箱。

XYZ機(jī)器人龍門架和X-X'-YZ機(jī)器人龍門架：機(jī)器人龍門系統(tǒng)的最靈活配置可提供三個(gè)運(yùn)動(dòng)軸，從而可以在三維工作區(qū)域內(nèi)的任何位置進(jìn)行定位。XYZ配置不常見，因?yàn)檩S連接點(diǎn)受到空間的限制。但是，此配置廣泛用于行程較大但沒有較大載荷的自動(dòng)焊接中。擁有平行的X軸解決方案（其中Y軸兩端都支撐）的情況更為常見。此配置稱為X-X'-YZ龍門（發(fā)音為X，X-prime）。這種配置的示例很容易在生產(chǎn)設(shè)備中找到，例如CNC銑刨機(jī)（圖5）。

（圖5）：此處顯示的是龍門架板的特寫視圖，該板帶有兩個(gè)運(yùn)動(dòng)軸軸承和一個(gè)集成的變速箱。

無限的自定義設(shè)計(jì)配置：大型自動(dòng)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)有多種可能的設(shè)計(jì)。完整的多軸XYZ龍門機(jī)器人可以通過單獨(dú)的線性導(dǎo)軌和線性軸承進(jìn)行定制設(shè)計(jì)，從而使工程師可以為設(shè)計(jì)的每個(gè)區(qū)域選擇最佳產(chǎn)品。

現(xiàn)有的產(chǎn)品線提供標(biāo)準(zhǔn)化的組件和子組件，這些組件和組件可通過使用常見的龍門布局來加快配置和開發(fā)速度，同時(shí)還可以自由創(chuàng)建自定義設(shè)計(jì)。對(duì)于將工作限制在先前確定的范圍內(nèi)的預(yù)配置或預(yù)制設(shè)備，這是不可能的。