机器人轴耦合可能会扰乱你的生产

大约10%-20%的机器人都有这个鲜为人知的功能。如果你没有准备好，它会打乱你的编程。

前几天我学到了一个新的机器人概念，机器人轴耦合。

RoboDK的CEO Albert Nubiola告诉我:“机器人轴耦合对于机器人编程很重要，但很多用户都没有意识到这一点，经常感到困惑。”

他是对的!关于轴耦合的文章很少。更重要的是，尽管我已经做了将近十年的机器人专家，但我从来没有意识到这个稍有不同寻常的功能。

如果你从未听说过机器人轴耦合，不要担心。你并不孤单。

轴耦合不是一个坏特性。事实上，它有一些好处。但是，如果您没有做好准备，它会影响您的编程。Albert估计有10-20%的工业机器人受到轴耦合的影响。

什么是轴耦合?

轴耦合是指机器人的两个或两个以上的关节连接在一起。它们可以是物理连接，通过并行连接，或者在控制软件中连接。

下面是轴耦合在实践中的描述……

无轴耦合:大多数6自由度机器人

首先，让我们看看经典的6自由度工业机器人，例如，Comau Smart NJ 16-3.1

对于大多数现代6自由度机器人，以下是正确的:

• 每个关节在物理上都是独立的。
• 每个关节可以独立控制，不影响其他关节。
• 每个关节的电机都位于关节本身上。

对于大多数6自由度机器人，没有轴耦合。这使得控制非常简单——如果你移动一个关节(例如关节3)一定的幅度，只有那个关节会移动。

轴耦合:一些机器人

让我们来看看一个有轴耦合的机器人:Comau Smart5 NJ-165-3.0

柯马生产了几种具有轴耦合的机器人。这是一种带轴耦合的六自由度机器人模型。所有柯马的码垛机器人也有这个功能。

对于这个机器人，以下是正确的:

• 关节2和3的电机都位于机器人的底座上。
• 关节3通过并联机构移动，该机构将两个关节物理连接起来。
• 当关节2移动时，关节3也会移动，反之亦然。

这略微影响了这些机器人的控制和编程。通常，通过发送6个值来编程6自由度机器人，每个值对应于6个关节的期望位置。有了轴耦合，这变得更加困难，因为机器人的两个关节是相互依赖的。

轴耦合的最大好处:高负载

如果轴耦合有这么大的问题，为什么还要使用它呢?

在某些情况下，使用轴耦合机器人比传统的6自由度机器人有一个很大的好处:高载荷。

让我们以科马NJ-165(轴耦合)和NJ-16(传统的6自由度)为例:

正如您所看到的，这两个机器人在触及范围和可重复性方面非常相似。然而，当涉及到有效载荷时，它们是非常不同的。

带轴联轴器的机器人载荷能力是传统6自由度机器人的10倍以上!

这很有道理。机器人的大部分有效载荷能力来自关节2和关节3的电机。通常，关节2的电机也要支撑强大的关节3电机的沉重重量。通过将该电机添加到机器人的底座上，它允许Comau使结构更大、更坚固，而不需要在关节2安装一个过于强大的电机。

什么类型的机器人使用轴耦合?

使用轴耦合的机器人主要有三种类型:

• 堆垛机器人-许多码垛机器人有轴耦合，因为这允许他们有更高的有效载荷。
• 高载荷6自由度机器人-来自科马、发那科和ABB的最高载荷机器人都有轴耦合，以帮助它们提升更高的载荷。有些(例如具有800公斤有效载荷的库卡IRB 8700-800/3.50)甚至有一个配重附加到并联连杆以平衡重有效载荷。
• 薄的机器人-一些瘦机器人使用轴耦合来解释它们的薄结构。

如何判断你的机器人是否有轴耦合

确定你的机器人是否使用轴耦合并不总是容易的，除非你使用RoboDK。

据我们所知，RoboDK是唯一一个品牌无关的软件，可以准确地解释轴耦合。

你可以通过两种方式来查看你的机器人在RoboDK中是否有轴耦合:

1. 移动机器人面板上的关节2或关节3，看另一个关节是否移动。
2. 双击关节2或关节3的关节限制值，打开轴耦合映射窗口(轴2与轴3的交互)。

在一些机器人中，很容易看出机器人有轴耦合，因为你可以看到从机器人基座到关节3的并联机构。此外，在关节3上没有附加电机，它也在底座上。

一些机器人在关节5和关节6之间也有齿轮箱耦合。

一些特定的机器人品牌指针

根据我们使用机器人的经验，以下是关于3个机器人品牌的几点建议:

• FANUC在所有的模型上都使用轴耦合，即使是那些没有物理连接的模型，但在软件中应用了耦合。
• ABB还提供了一些带有轴耦合的机器人的详细映射。
• Comau在所有机器人的数据表上提供了它们轴耦合的详细映射。例如，查看机器人不同位置的关节图限制(轴2和3)在这个数据表．他们的一些机器人也有“死区”，其中一个关节由于轴耦合而受到限制。所描述的工作空间允许精确建模和显示作为关节2和关节3图表的交互。

所以，在RoboDK中打开你的机器人模型，试着看看它是否有轴耦合。

如果是这样的话，知道RoboDK会为你处理所有的事情，轴耦合不会打乱你的编程!