在典型的关节臂配置中，六个运动轴通常被视为标准设计目标。为什么是六个轴，或多或少的机械臂有哪些优势和损失？工业机器人的品牌、型号、颜色、形状和大小不一，但在机械设计方面，所有品牌都有许多相似之处。工业关节机械臂通常被视为描绘高科技制造设备的形象。即使是普通的协作机器人也遵循相同的机制——搬运货物、堆垛、分拣、码垛、组装和许多其他重复性任务。
所有品牌和型号都有一个共同的重要特征：六轴运动。有的机型多，有的少，但6轴似乎是标准目标。是什么让这个数字如此普遍？这就提出了两个相关的问题：少于六个车轴是否是一项不明智的选择？同样，如果六轴很好，是否应该首选七轴或更多轴？
理想的6轴运动范围
简而言之，机器人手臂有六个可以移动的点，允许夹具在整个工作半径内的任何地方移动，并随时在任何方向上用夹具到达任何点（工具末端或EOAT）。这个简单的答案有一些局限性。首先，整个工作表面只能在手柄完全伸展的情况下才能够到，就好像你要伸手去够远处的物体一样。如果触手的角度发生变化，这肯定会限制整体范围。显然，触手无法伸入机器人坚固的金属底座中。硬轴和软轴限制可防止此类碰撞。
典型关节臂中的轴是枢轴接头，因此它们围绕由电机或驱动皮带轮的中心定义的轴旋转。相反，某些类型的机器人，例如“Delta”或SCARA机器人，使用线性滑动运动轴。但是关节臂是旋转的，这意味着关节的位置是角度而不是直线距离。所以这是一个“理想的”6轴机器人，可以在任何EOAT方向到达其工作范围内的任何可能点，因此如果您的工件以不平行于机器人底座的角度存在，它是理想的设备。
轴数较少的机器人的缺点
在设计可能以较低成本提供4轴或5轴模型的系统时，可能会出现这个问题：五个轴是否足以满足我的应用需求？这不是一个简单的是或否的答案，但有一个因素肯定会促使调查。假设机器人要从与机器人所在的地面不平行的位置处理一个物体或拾取/取回一个物体。那么你要仔细考虑5轴是否有效。想象这样一个场景，水平传送带将产品运送到安装在地板上的机器人，机器人将它们捡起来并将它们转移到另一个水平传送带。在这种情况下，即使是4轴机器人也足够了。如果末端夹持器也必须旋转以定位产品，则必须使用第五轴。
在更复杂的情况下，与地面成45度角的托盘提供机器人必须取回的产品。这可能只有6轴机器人才有可能，除非它试图完美对齐，因此不需要第六轴。当然，对于每种情况，不能像是或否那样简单地定义情况。尽管如此，测试物体是否处于平行于机器人底座以外的方向仍然需要谨慎。如果机器人用于焊接、涂胶或任何其他路径跟踪应用，它几乎肯定需要是六轴的。
多轴机器人的优势
通常根据具体情况安装额外的竖井。第七轴的一个常见示例是机器人可以在其上移动的滑动台，允许它同时操作多台CNC机器或在较长的装配线过程中执行不同的步骤。由于增加了编程复杂性，与购买多个机器人相比，它可以显着节省投资。
有时行进轴是垂直的而不是水平的，这可以让码垛机器人堆得更高或存储/检索系统从离地面高的箱子中挑选。其他时候，不是将机器人本身安装在移动底座上，而是将工件放在旋转台上。这可以让固定机器人达到更广泛的范围。另一个例子是安装在底座上的两个6轴手臂，以创建一个几乎人形的躯干。这些机器人可以有12个或更多轴，因为它们由6轴手臂组成。
所有这些机器人都具有明显的优势，可以证明是一项值得的投资。但是，如果不需要额外的轴，某些轴可能过于复杂并且更容易出现故障。在所有情况下，寻求专业建议来检查过程和环境以确定哪种机器人最适合每个应用程序都是值得的。
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