基于视觉检测的直角坐标机器人设计+CAD图纸(6)
(7)简单经济：与关节机器人比较，直角坐标机器人不仅外观直观且构造成本低，编程简单，且易培训员工和文修，具有非常好的经济性。
(8)胜任复杂任务：采用五轴或五轴以上数控系统能完成非常复杂的喷涂，喷丸，检测，加工等任务。
(9)寿命长：直角坐标机器人的文护通常就是周期性加注润滑油，寿命一般是10年以上，文护好了可达20年。
(10)应用面宽：可以方便地装配多种形式和尺寸的手爪，可以胜任许多常见的工作，如焊接、切割，搬运、上下料、包装、码垛、拆垛、检测、探伤、分类、装配、贴标、喷码、打码和喷涂等任务。
基于上述直角坐标机器人的种种特点，本设计选用类似于龙门式的直角坐标机器人作为总体方案的设计，如图2.1所示。
图 2.1 直角坐标机器人示意图
3 手臂部分设计
3.1 本设计主要零件组成
手臂部分是本设计最重要的环节，由单轴驱动器与衔接板相互连接构成。X轴单轴驱动器总长1700毫米，Y轴单轴驱动器总长1600毫米，Z轴导轨总长900毫米。而单轴驱动器由头，身，尾三部分组成，头部由驱动部件57BYG250 系列两相混合式步进电机，法兰板，套筒式联轴器。其中法兰板与电机用四个M5长20系列的优尔角螺钉连接，法兰板与驱动器的头部用四个M5长8系列的优尔角螺钉连接。
头部与身体部的连接部分用一块板用4个M8的内优尔角头螺钉连接。
身体部分用一个工作台在导轨上来回运动来实现三个自由度上的规定的运动，X轴导轨总长1500毫米，Y轴导轨总长1500毫米，Z轴导轨总长800毫米。
X与Y轴的驱动器用长为250毫米，宽为125毫米的L字形滑块连接板来连接，电机法兰板架在连接板上，Y轴导轨通过4个M8的优尔角螺钉与驱动器头部连接。Y轴和Z轴的驱动器用一个L字形的滑块连接板连接，并且将Z轴的滑块与Y轴的滑块用4个M10的螺钉连接起来，这样通过步进电机驱动，Z轴导轨可以实现Z方向的直线运动。
每个工作台的中后部有两个M2.6，深度4的盲孔，用来安装LX30系列的传感器发迅快，本设计用于接近传感器型，目的在于当一个自由度接近物体时产生信号，并立即停止其运动，让另一个驱动器运动。
3.2 单轴驱动器
3.2.1 单轴驱动器的特征与主要类型
单轴驱动器的基本特征：
1）滑块上设有定位孔，提高了组装性能（仅限盖板型）；
2）采用连体式滑块结构降低了滑台高度，最适合省空间设计；
3）4底座上设有2个定位孔，提高了重复定位性能。
单轴驱动器的构成零件：
底座（滑轨）、滑块、支架、支撑侧轴承座、同步带、同步带轮；
3.2.2 单轴驱动器内的主要机械传动部件
（1）机械传动部件及其功能要求
机械传动部件在本设计中主要有同步带，导轨滑块机构等。传动机构应该具有以下几项基本要求：
1)结构紧凑。即具有相同的传动功率和传动比时体积最小，重量最轻；
2)传动刚度大。即由驱动器的输出轴到杆件的转轴在相同的扭矩时角度变形要小，这样可以提高整机的固有频率，并大大减轻整机的低频振动；
3)回差要小。即由正转到反转时空行程要小，这样可以得到位置控制精度；
4)摩擦阻力小。为了提高进给系统的快速响应特性，保证其运动平稳、定位准确，除对伺服元件提出要求外，还必须减小运动件的摩擦阻力和动、静摩擦系数之差。
5)减小传动部件的惯量。传动部件的惯量对伺服机构的起动和制动特性都有影响，尤其是处于高速运转的零件，由于对进给系统的加速度要求较高。在驱动电机一定时，传动部件的惯量直接决定了进给系统的加速度，它是影响进给系统快速性的主要因素。因此，在满足系统强度和刚度的前提下，应尽可能减小零部件的重量，以降低惯量，提高快速特性；