桁架机器人的核心——伺服电机

桁架机器人是一种能够实现自动控制、重复编程、多功能、多自由度、运动自由度间成空间直角关系的自动化设备。在工业应用中，桁架机器人能模仿人手完成很多高难度的动作来实现不同的操作，能将固定的物品进行搬运码垛也可实现流水线上的零配件进行抓取装配操作，例如工件的自动抓取、上料、 下料、装卡、工件移位翻转、工件转序加工等，大大节约了人工成本，提高了生产效率。

桁架机器人具有行程长、速度快、负载大、易维修等优点，桁架末端挂装针对指定工件的专用机械手，在预先编辑好的PLC控制程序下，可实现高效的快速搬运工作，桁架总控系统与加工设备实现信息通信，可以高效率地自动化加工生产。随着科学技术的不断提升，在制造业中，尤其是在汽车行业，如在毛坯制造、机械加工、焊接、热处理、表面涂覆、上下料、装配、检测等作业中，桁架机器人已逐步取代人工作业。

在整体的桁架设计过程中，为达到较高的运动速度，定位精度和启停稳定的性能，合理设计驱动装置和伺服电机的选取是尤为重要的。

1、结构模型

桁架常用的驱动结构，侧挂平行直线导轨，伺服电机搭配减速机驱动，齿轮齿条传动形式。

2、运动参数分析

运动计算过程中通常按匀加速阶段、匀速阶段和匀减速阶段进行计算。根据运动要求，可以计算出各阶段的运动距离和时间。

3、齿轮扭矩分析

桁架机器人这种快速长行程的运动机构通常选用齿轮齿条传动，直线导轨导向的结构。

4、系统扭矩分析

齿轮处加速扭矩值过大，已明显超出常用伺服电机扭矩，故需选用减速机，增大输出扭矩，满足驱动齿轮处所需的最大扭矩。过大选取减速机的减速比参数将导致要求电机转速过高。

5、惯量比计算

系统结构的惯量主要有齿轮惯量、负载惯量、减速机自身惯量和电机自身惯量。

在选择合适伺服电动机的情况下，根据物料运动的距离和运行节拍，计算出伺服系统的位移和轨迹，对驱动器PID参数进行动态调整。桁架机器人根据接收到的位移、速度指令，经变化、放大并调整处理后，传递给运动单元，通过光纤传感器对运行状态进行实时检测，在高速搬运过程中，运动部件在极短的时间内到达给定的速度，并能在高速行程中瞬间准停，通过高分辨率绝对式编码器的插补运算，控制机械误差和测量误差对运动精度的影响。