關(guān)于愛(ài)普生機(jī)器人的選型，要做到以下了解，EPSON工業(yè)機(jī)器人是工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)重要的一員，為中國(guó)自動(dòng)化行業(yè)的發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。那么設(shè)備設(shè)計(jì)人員該如何進(jìn)行EPSON機(jī)器人的選型呢？以下將做詳細(xì)說(shuō)明。
一般來(lái)說(shuō)，EPSON機(jī)器人選型將從以下幾個(gè)方面考慮：
1.根據(jù)產(chǎn)品、工藝、使用環(huán)境確定機(jī)器人的類型；是標(biāo)準(zhǔn)型還是潔凈型
2.根據(jù)產(chǎn)品的重量（產(chǎn)品或抓手或產(chǎn)品+抓手）、慣量確定機(jī)器人的負(fù)重水平；
3.根據(jù)工作半徑來(lái)選擇機(jī)器人的臂長(zhǎng)；
4.根據(jù)工藝要求確定核對(duì)機(jī)器人的最大速度、精度、IP、ISO、防爆等；
5.根據(jù)實(shí)際需要選擇外圍設(shè)備（如視覺(jué)系統(tǒng)、擴(kuò)展通信口、示教單元、力覺(jué)傳感器等）。
接下來(lái)展開(kāi)說(shuō)明：
1. 根據(jù)產(chǎn)品、工藝確定機(jī)器人的類型：
EPSON機(jī)器人主要分四軸機(jī)器人，也叫桌面愛(ài)普生機(jī)器人，或叫SCARA(Selective Compliance Assembly Robot Arm)和六軸機(jī)器人。選型時(shí)需要根據(jù)產(chǎn)品的工藝確定是需要四軸機(jī)器人還是六軸愛(ài)普生機(jī)器人。一般來(lái)說(shuō)，如果作業(yè)要求只是平面和上下動(dòng)作需求，則優(yōu)選四軸機(jī)器人，如果作業(yè)要求是空間性質(zhì)的，即不止簡(jiǎn)單的平面和上下動(dòng)作，還包含任意方向傾斜方向的動(dòng)作，那么只能選六軸機(jī)器人。以下為示意圖。
關(guān)于EPSON機(jī)器人型號(hào)的說(shuō)明：
需要補(bǔ)充說(shuō)明的是：
①T系列、LS系列只能桌面安裝，G系列支持桌面安裝、吊頂安裝、側(cè)壁安裝(型號(hào)不同)，RS系列為吊頂安裝，C系列支持桌面安裝、吊頂安裝、側(cè)壁安裝及任意角度安裝(硬件型號(hào)相同，只需要根據(jù)安裝方式修改軟件型號(hào)配置)
②四軸機(jī)器人中，G系列屬于高端機(jī)，全進(jìn)口機(jī)器人，價(jià)格更高、速度更快；
LS系列/T系列屬于高性價(jià)比機(jī)型，也是中國(guó)市場(chǎng)的主力機(jī)型。
至此，我們能初步確定選定四軸還是六軸。
為了充分發(fā)揮機(jī)器人自身具備的性能，請(qǐng)先計(jì)算負(fù)載(夾具末端重量+工件重量)重量，確保選型時(shí)，設(shè)計(jì)負(fù)載不要超過(guò)愛(ài)普生機(jī)器人有效負(fù)載。
2.根據(jù)產(chǎn)品的重量（產(chǎn)品或抓手或產(chǎn)品+抓手）、慣量確定機(jī)器人的負(fù)重水平：
EPSON機(jī)器人末端負(fù)載：SCARA：1kg-20kg；
六軸：4kg-12kg。
關(guān)于機(jī)器人末端負(fù)載的計(jì)算，參考以下計(jì)算方式計(jì)算：
在滿足工況需求的情況下，希望末端重量越小越好。因?yàn)樵O(shè)定weight后，會(huì)自動(dòng)設(shè)定機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的速度和加減速。重量越小，加減速越快，能達(dá)到的最高速度越搞，同樣路徑的CT更短。Weight對(duì)速度和加減速的影響曲線如下所示(以LS10為例)：
至此，我們對(duì)負(fù)載的選擇有了初步的認(rèn)識(shí)，那么在機(jī)械設(shè)計(jì)階段，負(fù)載盡量輕量化設(shè)計(jì)成為一種必然。
3.根據(jù)工作半徑來(lái)選擇機(jī)器人的臂長(zhǎng)。
第二步確定負(fù)載后，接下來(lái)就需要確定臂長(zhǎng)(即機(jī)器人工作范圍的最大半徑，具體完整的工作范圍需要參照對(duì)應(yīng)型號(hào)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)范圍圖)。
EPSON機(jī)器人臂長(zhǎng)，從175mm-1000mm均有覆蓋，當(dāng)然，不同負(fù)載機(jī)器人臂長(zhǎng)范圍有所不同，選定負(fù)載后，進(jìn)一步縮小臂長(zhǎng)的選擇。比如選定①桌面SCARA②最大負(fù)載6kg，那么臂長(zhǎng)的選擇就有如下幾種：T6-602S——600mm；
LS6系列——500mm、600mm、700mm；
G6系列——450mm、550mm、650mm.
需要機(jī)械工程師根據(jù)設(shè)備機(jī)器人的工作范圍來(lái)選定具體哪一款。但注意以下細(xì)節(jié)部分：
① 比如需要的工作范圍最大540mm，根據(jù)上面介紹最合適的是G6 550mm系列，但考慮到G6價(jià)格比較貴、貨期比較長(zhǎng)，因此也可以考慮LS6-602S（600mm臂展），但600mm臂展需要機(jī)臺(tái)整體設(shè)計(jì)的更大，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中還可能有干涉，第二選擇就是LS6-502S(500mm臂展)，此時(shí)需要增加末端40mm延長(zhǎng)桿(如下圖示，尺寸以實(shí)際尺寸為準(zhǔn))。當(dāng)然，因?yàn)閵A爪偏心會(huì)使CT更長(zhǎng)(具體原因后面講)，到底能否選擇LS6-502S，還需要機(jī)器人軟件模擬CT進(jìn)行測(cè)試。
② 關(guān)于延長(zhǎng)桿設(shè)計(jì)，需求如上文所述，接下來(lái)說(shuō)明延長(zhǎng)桿設(shè)計(jì)對(duì)CT的影響。
延長(zhǎng)桿設(shè)計(jì)反映在機(jī)器人參數(shù)，為離心率(參照如下圖示)。
請(qǐng)務(wù)必將負(fù)載(夾具末端重量+工件重量)的離心率控制在200 mm以下。 LS10-B系列機(jī)，其他型號(hào)需要查詢對(duì)應(yīng)機(jī)器人手冊(cè)。器人的設(shè)計(jì)不對(duì)應(yīng)超過(guò)200 mm的離心率。另外，請(qǐng)務(wù)必根據(jù)離心率情況設(shè)定離心率參數(shù)。如果在離心率參數(shù)中設(shè)定小于實(shí)際離心率的值，則可能會(huì)導(dǎo)致發(fā)生錯(cuò)誤或沖擊，這不僅不能充分發(fā)揮性能，而且還可能縮短各機(jī)構(gòu)部件的使用壽命或因皮帶齒輪跳動(dòng)發(fā)生位置間隙的可能性。
離心率不會(huì)影響最大速度，但會(huì)影響加減速。具體曲線如下所示(以LS10為例，其它機(jī)型請(qǐng)查閱對(duì)應(yīng)機(jī)器人手冊(cè))：
③關(guān)于慣性力矩的說(shuō)明：
影響機(jī)器人CT的還有一個(gè)因素即慣性力矩
慣性力矩計(jì)算方法：
當(dāng)然，更復(fù)雜的機(jī)構(gòu)，需要機(jī)械工程師利用設(shè)計(jì)軟件協(xié)助計(jì)算。
慣性力矩對(duì)CT的影響：
④關(guān)于第三關(guān)節(jié)自動(dòng)加減速的說(shuō)明：
當(dāng)?shù)?關(guān)節(jié)(Z)處于高位情況下，在水平PTP動(dòng)作期間移動(dòng)機(jī)器人時(shí)，動(dòng)作時(shí)間將更快。當(dāng)?shù)?關(guān)節(jié)低于某點(diǎn)時(shí)，便會(huì)利用自動(dòng)加/減速度來(lái)減小加/減速度。(請(qǐng)參閱下圖)軸的位置越高，動(dòng)作加/減速度越大。但在上下移動(dòng)第3關(guān)節(jié)時(shí)就需要更長(zhǎng)時(shí)間。請(qǐng)?jiān)诳紤]當(dāng)前位置與目標(biāo)位置之間的關(guān)系后再調(diào)整機(jī)器人第3關(guān)節(jié)的位置。利用Jump命令在水平動(dòng)作期間實(shí)現(xiàn)的第3關(guān)節(jié)上限可通過(guò)LimZ命令進(jìn)行設(shè)定。
從上面可以看出，高度方向，設(shè)計(jì)在-100mm范圍內(nèi)使用是最優(yōu)的(以LS10為例，其它機(jī)型請(qǐng)查閱對(duì)應(yīng)手冊(cè))。
4.根據(jù)工藝要求確定核對(duì)機(jī)器人的最大速度、精度、IP、ISO、防爆等。
①速度(此項(xiàng)工作需要一定工作經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)工程師執(zhí)行)
經(jīng)過(guò)上面3步初步選定了機(jī)器人型號(hào)，比如選定了LS6-502S(6kg負(fù)載，500mm臂長(zhǎng)，離心率最大150mm),接下來(lái)需要在EPSON機(jī)器人軟件(后續(xù)簡(jiǎn)稱RC+軟件)進(jìn)行仿真(包括是否干涉、CT是否滿足)，如果有干涉，需要把機(jī)械圖紙(只保留機(jī)器人相關(guān)部分)導(dǎo)入RC+軟件檢查確認(rèn)干涉的處理。如果沒(méi)有干涉，那就更簡(jiǎn)單，提供機(jī)器人工作位置信息即可，如下為示例：
最后一行即為循環(huán)CT，與技術(shù)規(guī)格書要求的CT進(jìn)行對(duì)比，如果滿足，則OK，如果不滿足，則需要重新選擇更快的機(jī)器人、改變布局或者減少末端重量、減小慣性力矩、縮短工作距離、減小離心率等措施；
②精度、IP、ISO等查閱選型手冊(cè)即可；
③關(guān)于防爆，EPSON機(jī)器人目前沒(méi)有防爆機(jī)型。
5.根據(jù)實(shí)際需要選擇外圍設(shè)備（如視覺(jué)系統(tǒng)、擴(kuò)展通信口、示教單元、力覺(jué)傳感器等）
機(jī)器人本體選定后，控制器基本也確定。接下來(lái)需要確定以下外圍設(shè)備：
① 通訊方面，EPSON控制器自帶24輸入/16輸出，TCPIP、RS232、Modbus-TCP從站，這些是否夠用？如果不夠，考慮增加IO板卡或與上位機(jī)對(duì)應(yīng)的總線板卡（選件，另外購(gòu)買）；
② 客戶現(xiàn)場(chǎng)是否需要示教器，目前有TP2/TP3可選，TP2進(jìn)行簡(jiǎn)單的示教操作，TP3可實(shí)現(xiàn)編程操作；
③系統(tǒng)是否有視覺(jué)需求，如有，EPSON有對(duì)應(yīng)的視覺(jué)產(chǎn)品：獨(dú)立控制器CV2系列或計(jì)算機(jī)視覺(jué)PV1，此時(shí)需要聯(lián)絡(luò)EPSON服務(wù)商做進(jìn)一步溝通；
④ 系統(tǒng)是否有壓力傳感器需求。愛(ài)普生壓力傳感器作為一種觸覺(jué)產(chǎn)品，目前具備力覺(jué)坐標(biāo)系、力覺(jué)控制、力覺(jué)觸發(fā)、力覺(jué)監(jiān)控等功能，也請(qǐng)聯(lián)絡(luò)EPSON服務(wù)商做進(jìn)一步溝通。
⑤ 其他需求，請(qǐng)聯(lián)絡(luò)EPSON廠家或服務(wù)商咨詢。
總結(jié)：通過(guò)以上內(nèi)容，我們了解到工藝、負(fù)載、夾具離心率、慣性力矩、路徑規(guī)劃、視覺(jué)、力覺(jué)等對(duì)于機(jī)器人性能的發(fā)揮起著至關(guān)重要的作用，在設(shè)備設(shè)計(jì)初期，我們通過(guò)對(duì)項(xiàng)目整體的把控，選擇一款合適的機(jī)器人，對(duì)于項(xiàng)目的成功起到事半功倍的作用。
