
入門必看!4種常見機械手臂原理,教你選購自家企業的機械手臂
想為你的企業導入自動化生產線,卻對機械手臂一知半解嗎? 機械手臂的種類繁多,每種都有其獨特的優勢和應用場景。樂保科技將帶你深入淺出地了解一般型機械手臂、門型機械手臂、SCARA機械手臂、Delta型機械手臂這四種常見的機械手臂原理,並提供你選購時的關鍵考量,幫助各大產業的企業選購最適合的機械手臂!
機器手臂怎麼動?4種機械手臂大揭秘!
機械手臂根據不同的結構特點,延伸出市面上常見的四大類型,包括:門型、SCARA、Delta型和一般關節型。每種類型的機械手臂原理都有其獨特優勢,適合用於特定任務和行業,確保在自動化過程中,實現精確度與適應性的完美平衡。
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一般關節型機械手臂
一般型是一種關節型機器人,具有三個以上的轉動軸。其中一個連桿固定於基座,能繞基座進行旋轉。其餘兩個連桿則類似鉸鍊結構,能實現相對轉動,且其轉動軸分別位於水平和垂直方向。這種運轉方式使機器人能夠靈活支援各類作業,包括拿取、搬運重物、工件取料、換料及入料等任務。尤其在CNC自動上下料領域中,廣泛應用於銑床、磨床、車床等機台產業。這類機械手臂原理能執行較為複雜的任務,因而具備較高的二手價值與保值性。
一般型應用與優點
最常見的一般型機械手臂為垂直關節式六軸機器人,這類的機械手臂原理是由六個旋轉軸依序串聯組成,能實現 XYZ 三個方向的平移運動,以及 Rx、Ry、Rz 三個方向的旋轉運動,共擁有六個自由度,具有極高的靈活性。這種類型的機械手臂由多個旋轉關節組成,能進行大範圍和重負載的運作,通常應用於製造或裝配領域。
- 高自由度:六軸設計讓機器人能靈活地到達各種位置與角度,適合複雜工件的處理。
- 多樣化性能:能夠根據需求選擇不同型號,從微型到重載型機械手臂皆可應用。
- 靈活性:可配合軌道進行靈活運動,不再受限於傳統機械手臂的定點運作。
門型機械手臂
門型機械手臂採用直交座標式結構,具有簡單的搬運機構,並能提供高重複精度。其設計可單機使用或串聯組合,適合實現高荷重搬運作業。通常安裝於臥式車床等工具機上方,根據工具機型號、搬運物重量及穩定性需求,立柱可固定於工具機頂部或直接固定於工廠地面。由供料機提供素材,機械手臂自動化系統負責上下料搬運,實現「單機自動化」作業。
門型應用與優點
門型機械手臂在CNC車床的金屬加工中,主要應用於自動上、下料。其結構可透過長行程和多節橫樑連接,跨接多台臥式車床或加工機,並與供料機、暫置台、翻轉站、定位站、清洗機、尺寸量測機、雷射刻印機等設備協同運作,形成一個高效的自動化產線,實現一對多台加工機的整合與自動化作業。
- 定位精準度高:結構簡單且穩定,能確保在重荷載下進行精確的搬運與操作。
- 提升生產效率:可快速換料,達到產能提升及降低人工使用。
- 節省廠房空間:機體的占地空間小,可彈性配合CNC車床加工生產線。
SCARA機械手臂
水平關節式4軸機械手臂,通常簡稱為SCARA(Selective Compliance Assembly Robot Arm),由三個水平旋轉軸和一個垂直升降軸組成。其法蘭面可實現XYZ方向的平移運動及Rz方向的旋轉運動,擁有四個自由度。SCARA手臂在X-Y平面上具有順應性(compliant),而在Z軸方向也能順應拉動,因此得名為「選擇順應性」。
SCARA應用與優點
SCARA是一種採用圓柱座標型的特殊型工業機器人,具有負載小、速度快的特點,廣泛應用於快速分揀、精密裝配等3C行業以及食品行業等領域。在IC產業中,SCARA機器人常用於晶圓、面板搬運、電路板運送及電子元件插入組裝等作業。
- 速度快:比起傳統的笛卡爾坐標機器手臂,SCARA的速度更快,因為關節數少。
- 佔地小:單座的安裝座需要的佔地面積較小、可以較簡單且無阻礙的安裝。
- 高精度:結合旋轉和平移關節,SCARA手臂提供高精度的靈活性。
Delta型機械手臂
Delta型機械手臂,也稱為三角式機器人,是一種並聯式工業機器人。其機械手臂原理是利用三個機械手臂通過萬向接頭連接至機器人本體和末端效應器,並在機械手臂上採用平行四邊形結構來維持末端效應器的穩定方向。Delta機器人的運動速度極快,部分型號每分鐘可達300次動作,常應用於工業中的檢拾、包裝及快速搬運作業。
Delta型應用與優點
Delta型機械手臂的高速特性使其在包裝產業、醫療及製藥業中有廣泛應用,特別是在需要高效操作的環境中。由於高剛性,Delta機器人也可應用於手術中,提供精確的操作。此外,它還可用於無塵室中進行電子零件的高精度組裝,並適用於3D列印等創新領域。
- 輕量化設計:執行器安裝在機器人底部,減少了機械手臂需承載的重量,可使用輕型複合材料製成。
- 高速運動:由於慣性小,Delta機器人可實現高速運動和高加速度。
如何選購適合自己產業的機械手臂?從原理到實務,一次掌握!
你是否正在考慮導入機械手臂,以提升生產效率、降低人力成本?機械手臂的種類繁多、功能各異,如何從眾多選擇中找到最適合自己產業的機種,想必是你心中的疑問。接下來,將帶領你從機械手臂的基礎原理開始,循序漸進地探討選購過程中的關鍵考量因素,協助各大產業都能找到最理想的自動化解決方案。
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掌握機械手臂原理
了解機械手臂的基本原理,有助於根據自身產業需求挑選最適合的機械手臂,選擇時需考慮以下要素。
- 工作範圍:機械手臂的工作範圍應覆蓋作業區域,避免與其他設備發生干涉,以確保操作靈活。
- 有效載重:根據工件的重量選擇機械手臂,確保其能承載作業中的最大負荷,避免因過載導致損壞。
- 重複定位精度:機械手臂應具備高精度的重複定位能力,這對於精細作業尤為重要,能確保產品質量穩定。
- 速度:根據生產節奏選擇機械手臂的動作速度,確保與生產線的效率相匹配。
- 環境要求:工作環境中的溫度、濕度和灰塵等因素會影響機械手臂的壽命和性能,應選擇耐腐蝕、防塵的型號,確保機械手臂能適應各種環境條件。
- 安全性:機械手臂需具備安全保護功能,避免意外發生,保障工作環境安全。
機械手臂適用產業表
機械手臂原理 | 關節結構 | 主要優勢 | 適用產業 |
---|---|---|---|
一般關節型 | 由六個旋轉軸依序串聯組成 | 高自由度、可配合軌道進行靈活運動 | 搬運重物、工件取料、換料及入料等 |
門型 | 兩個或三個直線軸組成 | 定位精準度高、快速換料、節省廠房空間 | CNC上下料、自動倉儲 |
SCARA | 由三個水平旋轉軸和一個垂直升降軸組成 | 速度快、佔地小、安裝較簡單、高精度 | 快速分揀、精密裝配等3C行業 |
Delta型 | 三個機器手臂的末端連結到三角形平台 | 輕量化設計、高速運動、高剛性 | 工業中的檢拾、包裝及快速搬運 |
成本與價格的考量
除了初始購買的設備成本,還需考量長期運營所需的維護費用、能源消耗以及折舊成本。此外,隱形成本,如人員培訓、生產停工等也應納入考量。為了降低成本,企業可以從多方面著手,例如:選擇適合的型號、比較不同廠商的報價、選購耐用且有保固的機械手臂。然而,成本並非唯一的考量因素,不能只看初始投資,企業更應將機械手臂帶來的效益,如提升生產效率、改善產品品質等,綜合考慮整個生命週期的成本效益,納入整體評估。
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挑選機械手臂品牌
選擇機械手臂品牌時,不僅要考量機械手臂的性能和規格,還需注重品牌的技術實力、服務品質以及市場口碑。日商FANUC作為全球最大的數值控制器(CNC)和工業機器人製造商,擁有超過40年的歷史,並在全球擁有約270個據點。自1986年進入台灣市場以來,FANUC以最耐用的使用年限和永久保修服務贏得了廣泛的信賴。
挑選機械手臂公司
一家優質的機械手臂公司不僅是產品的銷售者,更是自動化生產線的可靠夥伴,能夠提供多方面的價值支持。首先,他們會提供專業的技術支持,從設備選型、系統集成到程序編寫,確保機械手臂完美融入你的生產線。其次,根據具體需求,提供定制化的自動化解決方案,幫助提高生產效率和產品品質。同時,公司也會提供完善的售後服務,包括安裝、調試、維修和保養,保障設備的長期穩定運行,並提供專業培訓服務,確保你的員工能夠熟練操作和維護機械手臂,進一步提升整體工作效能。
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總結
了解機械手臂原理只是第一步,將其應用於實際的生產環境則需要更多專業知識和資源。選擇專業團隊協助,能讓你輕鬆打造高效的自動化生產線。樂保科技提供多樣且完善的FANUC機械手臂產品,並提供企業導入自動化後的定期保養、維修服務,還能快速處理機械手臂異常代碼問題。這些全面的服務不僅讓你的機械手臂運行更穩定,還能大幅提高成本效益,並保障設備的長期運行。立即聯絡我們,或諮詢官方LINE了解更多專業服務!