作者：周文宝
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一 机器人的组成
一个典型的3D直角坐标机器人结构图，它由X轴,Y轴,Z轴及驱动电机组成。下面分别予以介绍，以便更好地了解直角坐标机器人的日产保养。
1 直线运动轴
每个运动轴主要由支撑载体的铝型材或钢型材和被安装在型材内部的直线导轨、运动滑块以及作为带动滑块做高速运动的同步带等组成。
2运动轴的驱动系统
直角坐标机器人的传动主要是通过驱动电机的转动带动同步带运动，同步带带动直线导轨上的滑块运动。当驱动轴的最高转速低于600转/分时通常选用步进电机，否则选用交流伺服电机。
3各个运动轴间的连接板
各个轴间是通过连接板连接在一起的。连接板的方式及强度非常重要，它直接关系到所设计生产的机器人能否长期高速高效稳定工作，要由有多年实际经验的师父来设计。连接板设计不好也会带来很多问题。
4直角坐标机器人的控制系统
机器人要在一定时间内完成特定的任务，比如每10秒内完成一次搬运工作，就需要一个机器人大脑。这个机器人大脑就是机器人的控制系统，它通常是数控系统，PLC，工控机加运动控制卡和带轴卡功能的驱动电机。
5直角坐标机器人的末端操作器——手爪系统
根据其具体应用情况，其手爪系统可能是气动吸盘、气动夹取手爪、电动夹取手爪、电磁吸取手爪、焊枪、胶枪、专用工具和检测仪器等，在很多场合可以一次抓取多个工件。
二 直角坐标机器人的主要特点
1任意组合成各种样式：每根直线运动轴最长是6米，其带载能力从10公斤到200公斤。在实际应用中已有近百种结构的直角坐标机器人，这些结构也可以任意组合成新的结构等。
2 超大行程：因为单根龙门式直线运动单元的长度是6米，还可以多根方便地级连成超大行程，所以其工作空间几乎没有限制，小到手机点胶机，大到24米长行程的切割机，8米长行程钻铣床，6米*6米*3米的检测机器人等。超大行程时要采用直线导轨和齿条传动方式。
3负载能力强：单根直线运动单元的负载通常小于200公斤。但当采用双滑块或多滑块刚性联结时负载能力可以增加5到10倍。当把两根或四根直线运动单元并排接起来使用时，其负载可以增加2到4倍。当采用多根多滑块结构时其负载能力可增加到数吨。
4高动态特性：轻负载时其最大运行速度可达到每秒8米，加速度可达到每秒20米。使其具有很高的动态特性，工作效率非常高，通常在几秒内完成一个工作节拍。
5高精度：按传动方式及配置在整个行程内其重复定位精度可达到0.05mm到0.01mm。
6扩展能力强：可以方便改变结构或通过编程来适合新的应用。
7高度稳定性：必需要长期高速高效地工作，一次误动作，或不能保质保量工作都会给用户带来很大的麻烦。
三、直角坐标机器人的保养
在前面已经介绍了直线运动单元内部含有钢柱导轨或直线导轨及其主要特点。通常机器人的每个运动轴在经过一定长度的运动后要周期性的通过滑块的注油孔给直线导轨加注润滑油。随机器人使用环境的不同和工作速度不同，其注油的周期也不同。在食品和玻璃切割等行业要选用带防尘带的运动轴和缩短注油周期，在有喷水的场合也要缩短注油周期。下面是必须做的保养工作。
1 每周用油布擦导轴钢柱
每周用油布擦直线运动单元内部含有钢柱导轨或直线导轨，使其表面没有灰尘及有一层油膜。所用的油就是机床用运滑油。推荐润滑油类型：要满足 ISO VG 220, Molyduval, Biolub 220，采用20或40号机械油。
2每月给油毡的注满油
为了确保导轴得到充足的润滑, 要每月一次给油毡垫拄满油。它可以通过紧固在滑块前端的润滑孔进行再次注油。润滑时间间隔由周围的环境决定，如灰尘多导轨上油少了就要注油。压注式油杯被成对的固定在滑块正面的尾端。为了能给导轴进行完全的润滑，必须确保最小的行程超过滑块的长度。
3 调节齿形带张力
通常境况下每3个月要调节齿形带张力，如果负载很大，或运动速度很高及加速度较大就要2个月调节一此齿形带张力。。高速及精度要求不高情况下，齿形带张力可以小些，反之要大些，详细数据及有关齿形带张力的调节方法请与沈阳百格机器人公司联系
4滑块与钢柱导轴的相对运动
通常情况下运行大约100公里后滑块与导轨间的配合压力就小了，需要调节滑块与导轨间的配合压力。详细压力数据及有关的调节方法请与沈阳百格机器人公司联系。
5 周期性检查
机器人在加速和减速时会产生强大的冲击力，而且通常每天要工作24小时，所以机器人必须被牢固地安装在支架上，以保证在长期高速高动态运动冲击下，没有任何晃动。但大负载长期高速高动态工作可能会使有的部位的螺丝松动，这时要请对机械设备有经验的工程师来找处原因，紧好松动的螺丝（有的部位必须带胶）。还要经常检察每个运动轴的两个限位开关，保证其正确工作。
四 在用户处可能出现的问题
1 噪音大了：看看是否要加润滑油，其次再检查有无螺丝松动。要从地脚，机器人支架，连接板到每根轨的齿型带压板等。还可能是齿形带张力小了。根据出现的问题采取对应解决措施。
2震动大了：一定是那儿松动了，要细细排查。如果没有发现机械方面的问题，就可能是有人改变了伺服电机的参数，或控制系统里面的参数。通常要由有经验的操作员来操作和管理机器人。
3 某个轴不动了
控制系统出问题了，控制信号线断了，伺服电机坏了，连轴节坏了或连接松动了，而Neugart减速机从没坏过。
4速度慢了：没有润滑油了，粉尘多了要求驱动电机出力更大。解决办法一是定期加注润滑油，经常用油布擦导轴钢柱去掉粉尘及保证导轨一直均匀有润滑油。如果速度还是上不去，就是驱动电机选小了点，解决办法是减低加速度和减速度值。
5发生碰撞：检查限位开关，确保其可靠工作。检查和调节齿形带张力。检查那儿螺丝松动了，要细细排查，特别是齿形带张力机构和所有连轴节，紧好松动的螺丝（有的部位必须带胶）。很多螺丝要用扭矩搬手，严格按德国百格拉公司定义的扭矩扭紧。具体扭矩数据及可能涉及的部位请与沈阳百格机器人公司联系。
6定位位置不准了：齿形带张力小了和连轴节松动了都会产生运动位置不准。
7换齿形带：齿形带是消耗品，通常一年更换一次。但更换的时机与负载大小，运动速度，加减速度值大小及工作方式和精度要求有关。如果精度要求有关可能五年更换一次。但按前面的方法无法满足定位精度和降低噪音就该更换齿形带。齿形带虽然是标准产品，但建议大家请与沈阳百格机器人公司联系，购买他们推荐的产品。
五，结论和展望
到目前为止真正出现的问题还是用户机器人操作人员技术水平和责任心问题。有的南方小公司安排连小学都没毕业的小伙子来操纵机器人。公司内部没有更高的电器人员，对数据系统和驱动电机几乎一点也不懂，没法培训好。在大型汽车配件厂，大学和有规模的企业其机器人运行非常好。随着自动化程度、环保要求、卫生规定、生产效率和人工费用的提高，技术人员数量和质量的提高，直角坐标机器人在中国也必将被更多行业成功广泛地采用。
