一直以來,機器人都是大家的關(guān)注焦點之一。因此針對大家的興趣點所在,小編將為大家?guī)頇C器人的相關(guān)介紹,詳細內(nèi)容請看下文。
一、機器人有效負載有哪些分類
機器人有效負載的分類可以從負載量級、應(yīng)用場景、運動狀態(tài)三個核心維度劃分,不同分類方式對應(yīng)不同的選型與應(yīng)用需求,具體如下:
1、按負載量級劃分(行業(yè)主流分類)
這是最常用的分類方式,直接匹配機器人的作業(yè)能力:
微型負載:<1kg,適配醫(yī)療微創(chuàng)手術(shù)機器人、精密電子元件裝配機器人,用于細胞操作、芯片分揀等超精細任務(wù)。
輕型負載:1-50kg,涵蓋大部分工業(yè)協(xié)作機器人、SCARA 機器人,適合 3C 產(chǎn)品組裝、食品分揀、藥品包裝等場景。
中型負載:50-200kg,以 6 軸工業(yè)機械臂為主,用于汽車零部件焊接、家電外殼打磨、倉儲托盤搬運等任務(wù)。
重型負載:200-500kg,重型工業(yè)機械臂的核心區(qū)間,適配大型模具搬運、工程機械部件裝配等作業(yè)。
超重型負載:>500kg,多為定制化特種機器人,用于港口集裝箱吊裝、船舶構(gòu)件搬運、大型風(fēng)電設(shè)備組裝等場景。
2、按應(yīng)用場景劃分
結(jié)合機器人的使用領(lǐng)域,突出負載的場景適配性:
工業(yè)生產(chǎn)負載:面向制造產(chǎn)線,涵蓋輕型到重型全量級,強調(diào)負載穩(wěn)定性與運動精度。
服務(wù)場景負載:以輕型、微型為主,如家用服務(wù)機器人(負載 1-5kg,用于物品遞送)、醫(yī)療護理機器人(負載<10kg,用于康復(fù)輔助)。
特種作業(yè)負載:負載范圍跨度大,如防爆機器人(輕型,承載檢測設(shè)備)、救援機器人(中型,承載破拆工具)、航天機器人(微型,適配太空微重力環(huán)境)。
二、機器人有效負載計算方式
機器人有效負載的計算核心是明確負載構(gòu)成與校核工況限制,需結(jié)合理論公式與實際工況修正,確保結(jié)果符合安全作業(yè)要求,具體步驟如下:
1、確定負載的基礎(chǔ)構(gòu)成
有效負載并非僅指工件重量,而是末端執(zhí)行器重量 + 工件重量的總和,公式為:
Ptotal=Ptool+Pworkpiece
其中,Ptool 包含夾具、吸盤、噴槍、傳感器等所有安裝在機器人末端的裝置重量;Pworkpiece 為待搬運或操作的工件重量。例:若夾具重 2kg,工件重 8kg,則總負載為 10kg。
2、按作業(yè)工況進行負載衰減校核
基礎(chǔ)總負載需結(jié)合實際作業(yè)參數(shù)修正,核心是考慮作業(yè)半徑與運動姿態(tài)的影響:
a、作業(yè)半徑修正:查閱機器人廠商提供的負載 - 半徑曲線,該曲線標(biāo)注了不同作業(yè)半徑下的最大允許負載。若實際作業(yè)半徑大于額定半徑,需按曲線比例降低負載上限。
b、運動姿態(tài)修正:末端垂直向下時負載能力最強;水平伸展或傾斜姿態(tài)會增大關(guān)節(jié)力矩,需將基礎(chǔ)總負載降低 10%-30%(具體比例參考廠商手冊)。
c、動態(tài)運動修正:高速啟停或頻繁加減速時,慣性力會額外消耗電機扭矩,需在靜態(tài)負載基礎(chǔ)上再降低 20%-40%,得到動態(tài)有效負載。
3、驗證核心部件的承載極限
最終有效負載需滿足機器人核心部件的性能閾值:
a、電機扭矩:確保關(guān)節(jié)電機輸出扭矩能帶動總負載,不超過額定扭矩的 80%(預(yù)留安全冗余);
b、減速器剛度:重載場景需校核減速器的傳動精度,避免因負載過大導(dǎo)致齒隙增大;
c、連桿強度:通過有限元分析或廠商提供的強度參數(shù),驗證連桿在最大負載下的變形量在允許范圍內(nèi)。
4、預(yù)留安全冗余
工業(yè)應(yīng)用中需額外預(yù)留 10%-20% 的負載冗余,即最終實際使用負載 ≤ 計算值 × 80%,防止因工件重量波動、工況變化導(dǎo)致負載超標(biāo)。
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