單軸機器人
綜合解說


注意事項
本SR[Single Axis Robot)系列產(chǎn)品屬于機電設備，為維護使用者的安全，在選擇機型及實際操作本產(chǎn)品之前，請務必詳細閱讀相關型錄及下列注意事項并依照指示使用，若未依照本注意事項使用本產(chǎn)品而造成功能異常、損壞或其他事故，本公司概不負責。

人身安全
本產(chǎn)品適用于工業(yè)用途，不可應用在直接與人命或人員福祉相關的保安元件上。
本產(chǎn)品操作運轉時，人員應維持在機械動作范圍外，以免夾傷或發(fā)生其他工安事故。
本產(chǎn)品接裝電機并通電時，裝置心律調節(jié)器者應維持在一公尺距離外，以免受到干擾。
本產(chǎn)品勿裝置在火源、易燃物、可燃氣體附近，以防火災。

儲放與安裝
搬運時應避免墜落或碰撞。
儲放本產(chǎn)品時，建議平放并應妥善包裝，避免暴露于高溫、低溫、潮濕的環(huán)境。
切勿自行拆解或改裝本產(chǎn)品，以免異物進入或產(chǎn)品破壞，造成功能異常或工安事故。
安裝時應將本產(chǎn)品鎖固，以免因振動松脫。
安裝聯(lián)軸器及電機時，須選用適當?shù)脑?，并注意對準軸中心線后將螺絲鎖固，切勿強行安裝。

操作使用
操作時須依照型錄記載的額定條件，例如最高轉速、負荷等，以免造成功能損壞或工安事故。
應避免粉塵、切屑等異物侵入滾珠循環(huán)系統(tǒng)內，造成損壞、壽命減短或功能異常。
操作環(huán)境溫度應在80°C以下，若需應用在高溫場所的產(chǎn)品，請洽HIWIN業(yè)務。
環(huán)境特殊時,例如強大振動、真空室、無塵室、腐蝕性化學物、有機溶劑或藥劑、極高溫或低溫、潮濕濺水、油滴油霧、高鹽分、重負荷、垂直或懸臂安裝等，請先洽HIWIN業(yè)務確認本產(chǎn)品適用條件。
垂直安裝時，負載有墜落的危險，建議加裝適當?shù)纳奋?，并于使用前確認煞車功能正常。

維護
初次使用前應先將潤滑油補滿，請注意油品種類，不同的潤滑油不可混用。
正常使用狀況下，建議每行走100km應檢查運轉狀況一次，清除積污，并補充潤滑油，導軌及絲杠均應潤滑。


綜合解說
HIWIN單軸機器人模組，系利用多年來的制造技術與專業(yè)水準，配合自行研發(fā)生產(chǎn)的滾珠絲杠與直線導軌設計之模組，具有安裝容易、體積小高精度等特點，產(chǎn)品種類規(guī)格多樣化，適用于各類自動化設備。


產(chǎn)品特色
產(chǎn)品多樣化，可搭配需要選用:
驅動方式:可分滾珠絲杠、時規(guī)皮帶.
電機出力:可自行選配伺服電機，或步進電機
電機連結:直接、下接、內藏、左接、右接，依使用空間而定
有效行程: 100~2000mm ( 依絲杠轉速限制)
組裝與維護容易
可依顧客需要作客制化、單件或組合件的特殊設計制造
單軸可組合成多軸使用


電機法蘭座、電機與聯(lián)軸器安裝注意事項
絲杠肩部與電機軸兩軸組裝時，須注意以下三種基本偏差，說明圖示如下:
1.偏心[A):                       2.偏角[B):                           3.軸向位移[C]:


兩軸中心線簡易校準確認方式，可將位于絲杠肩部與電機軸間的聯(lián)軸器處于松動狀態(tài)下，轉動聯(lián)軸器，確認聯(lián)軸器是否能夠沿軸向旋轉方向輕輕移動，以確認兩軸心的同心度，說明圖示如右:


絲杠肩部(A)與電機法蘭座定位孔(B)的同心度，請制作軸孔同心治具協(xié)助安裝， 說明圖示如下:


安裝注意事項:
1.電機法蘭座安裝時，請注意電機法蘭座定位孔與絲杠肩部的偏差需在聯(lián)軸器相關容許偏差值內。
2.絲杠肩部與電機軸兩軸的偏差過大時，仍強行裝上聯(lián)軸器，會造成聯(lián)軸器或絲杠肩部斷裂的情況產(chǎn)生，所以請確認兩軸的偏差是在聯(lián)軸器可以容許偏差值內。
3.選用聯(lián)軸器時，建議選擇可吸收偏心、偏角與軸向位移的撓性聯(lián)軸器。


產(chǎn)品應用
SR系列產(chǎn)品用途廣泛，一般自動化設備均可應用，舉例如下:
自動錫焊機、鎖螺絲機、料架零件盒取放、小型堆棧、黏膠涂布機、零附件取放搬運、CCD鏡頭移動、自動噴漆機、自動上下料裝置、切割機、電子元件生產(chǎn)設備、小型裝配線、小型壓臺、點焊機、表面復膜制程、自動貼標簽機、液料灌注分裝、零附件檢驗設備、生產(chǎn)線工件整理、材料充填裝置、包裝機、刻印機、輸送帶移位、工件清潔裝置等等。




精度
精度包含準確度(Accuracy)與精密度(Precision)，如下說明:
1.定位精度(準確度)
模組由基準點沿一方向移動，最后實際到達的距離與原設定到達的距離的最大差異值(絕對值)稱之。
2.往返位置重現(xiàn)性(精密度)
或指定位重現(xiàn)性，表示SR滑臺往返移動過程中，在某-設定位置測得的位置差異值，以全行程中的最大值稱之。
3.行走平行度
(1)指SR模組的滑臺平面與模組安裝平面之間的平行度。量表架于滑臺平面中央，指針置于安裝平面上，取全行程量
測的最大差異值。
(2)指SR模組的滑臺與模組安裝基準面之間的平行度。量表架于滑臺平面中央，指針置于模組側邊安裝基準面上，取
全行程量測的最大差異值。


速度
1.最大線速度
SR滑臺最大線速度(V)系由滾珠絲杠最高轉速(S)乘以導程(L)計算而得。
V (mm/sec) =S (rpm)六60XL (mm)
2.最高轉速
表示滾珠絲杠的最大容許轉速，由其臨界轉速而定o絲杠轉速超過臨界轉速時將可能發(fā)生共振。臨界轉速和絲杠長度有關，因此，滾珠絲杠的臨界轉速也間接決定了產(chǎn)品的有效行程和總長度。滾珠絲杠的最大容許轉速計算方式如下:

3.加減速度
所謂速度系指滑臺設定的運轉工作速度,滑臺須自停止狀態(tài)開始加速，達工作速度后維持該速度往目的地移動,抵達.前開始減速，終至停止。
加減速度由使用者依實際使用需要而定。SR設計時，加速度的設定:導程5以下以0.15G計算，其他導程均以0.3G計算。1G=9.8m/s2，則0.15G=1470mm/s2，0.3G=2940mm/s2。SR模組最大可搬質量須依加速度而定。
*注意:加減速度將使搬運的質量產(chǎn)生慣性負荷，加減速度愈大，可搬質量愈小;過大的加減速度會產(chǎn)生大的沖擊力， 應避免之。

4.工作周期
工作周期由客戶依實際需要決定。常用工作周期如下圖所示，包括加速時間Ta、等速時間Tc、減速時間Td、停留時間Tf。
加速度=V/Ta
減速度=V/Td
工作周期(sec) = Ta+ Tc+ Td+ Tf
工作時間=工作周期X次數(shù)
運轉率=工作時間/ (工作時間+停機時間)
運轉率須配合電機負荷而定，通常不宜長時間連續(xù)不停的工作，建議以0.5為準。


電機負載計算
1.確認負載機構的運動條件要求，包括加減速度，運動速度，機構的重量，機構的運動方式。
2.負載之慣量計算
  直線運動負載慣量計算式:


3.由負載慣量與電機慣量的比例原則，選出適當?shù)碾姍C規(guī)格。

4.將選定的電機慣量合并負載慣量，計算出加速轉矩及減速轉矩。


5.依據(jù)負載重量，安裝方式，磨擦系數(shù)，電機效率，計算出等速運動時的負荷轉矩。

6.選定電機的最大輸出轉矩，須大于加速轉矩和負荷轉矩相加的和;如果不符合條件，必須選用其他型號，再計算驗證至符合要求為止。
7.依據(jù)負荷轉矩、加速轉矩、減速轉矩及保持轉矩，求出連續(xù)實效轉矩。

8.選定電機的額定輸出轉矩必須大于連續(xù)實效轉矩;如果不符合條件，必須選用其他型號，再計算驗證至符合要求為止。


安裝
滾珠絲杠型式若確定用途為垂直方向(z軸)請注意，垂直安裝屬于特殊使用狀態(tài)，承載負荷請在表列最大可搬重量(直立)范圍內使用，除此之外，時規(guī)皮帶型式禁止垂直方向使用。
*注意:為防止負載滑落，垂直安裝時，采用電機宜含煞車。


壽命
于水平安裝、側掛安裝、傾斜安裝(角度小于30度)時，SR壽命以直線導軌的壽命為準;垂直安裝、傾斜安裝(角度大于30度)時，SR壽命則以絲杠或固定端軸承壽命(取其小者)為準。
表列額定動負載(Fy, Fz, Mx, My, Mz)是相對于模組行走10,000 Km的壽命，若負載小于表列可負載條件(Fy/Fyd +Fz/Fzd + Mx/Mxd + My/Myd + Mz/Mzd≤1)則壽命將可延長;反之，如果負載大于表定值，則壽命將少于10,000 Km。
為確保SR的長期使用，建議盡可能在表列負載范圍內使用。

保養(yǎng)
SR模組需要維修保養(yǎng)的部分包括滾珠絲杠、直線導軌及相關配件。每三個月或每行走100公里的距離后，必須對滾珠絲杠和直線導軌補充潤滑劑，并請檢查有無任何污垢或碎屑在系統(tǒng)內，如果油脂變得骯臟時，請更換油脂。如有任何保養(yǎng)方面的特殊問題,請與HIWIN聯(lián)絡。




單軸機器人

KK型

HIWIN KK單軸機器人主要是透過模組化之設計，將滾珠絲杠和直線導軌整合在一起，因此可提供具有高精度、快速安裝、選用、高剛性、體積小、節(jié)省空間等特性。.
借由高精度之滾珠絲杠做為傳動機構，以及配合最佳化設計之U型軌道做為導引機構，來確保精度與剛性之需求。


1.1 特性
設計及安裝容易
體積小重量輕
高精度
高剛性
配備齊全
最適化設計
軌道結構由有限元素分析，得到最好剛性
與重量，分析如圖所示:


1.1. 模組化
KK單軸機器人透過模組化之設計，整合滾珠絲杠和直線導軌，可節(jié)省以往傳統(tǒng)致動平臺需經(jīng)過導引和驅動元件之選用、安裝校驗、體積大、占空間等缺點。因此KK單軸機器人可提供快速選用、安裝、體積精簡、高剛性等特性，可大幅減少客戶端的使用空間與時間。

1.1.2 四方向等負荷
軌道和滑塊之間的回流系統(tǒng)，其滾珠與珠槽接觸面采用2列式歌德牙型之設計，具有45度接觸角之特性，該設計可使得KK單軸機器人可承受四方向等負荷之能力。

1.1.3 高剛性
軌道構型采用U型斷面，并透過有限元素分析軟體的設計，在體積與剛性.上取得平衡點，使得軌道具有高剛.性、體積精簡、重量輕等特性。

1.1.4 規(guī)格多樣化
HIWIN針對各種不同的使用需求，開發(fā)出下列多種KK單軸機器人，提供客戶依使用需求、空間、負載來選用。


1.2 選購配件
為了因應各種的使用需求，KK單軸機器人可另外選購鋁護蓋、伸縮護套、電機連接法蘭、極限開關。
鋁護蓋、伸縮護套:可防止異物、雜質進入KK單軸機器人之內而影響其使用壽命、精度、順暢度
電機連接法蘭:可將各種不同電機鎖固于KK單軸機器人之.上
極限開關:提供滑塊定位、啟動原點以及防止滑塊超過行程之安全機制


壽命的計算
1壽命
當直線導軌承受負荷并作運動時，珠道表面與鋼珠因不斷地受到循環(huán)應力的作用，一但到達滾動疲勞的臨界值，接觸面就會開始產(chǎn)生疲勞破損，并在部份表面發(fā)生魚鱗狀薄片的剝落現(xiàn)象，此種現(xiàn)象叫做表面剝離。壽命的定義即為珠道表面及鋼珠因材料疲勞而產(chǎn)生表面剝離時為止的總運行距離。

2額定壽命
單軸機器人的壽命，具有很大的分散性，即使同一批制造的產(chǎn)品，在相同的運動狀態(tài)下使用，壽命也會所有不同。因此額定壽命即用來定義K模組在操作過程中壽命的基準。

3 KK模組之額定壽命計算
單軸機器人之壽命計算可分為兩部分進行，包括直線導軌與滾珠絲杠，并以計算過程中數(shù)值較小者為該模組之額定壽命。其計算式分別如下:


1.8 潤滑
KK單軸機器人若沒有適當?shù)慕o予潤滑，滾動部分的摩擦就會增加，長期的使用下來會成為縮短壽命的主要原因。
潤滑劑便提供下列幾種作用:
●減少滾動部分的摩擦、防止燒傷并降低磨損。
●在滾動的面與面之間形成油膜，可延長滾動疲勞壽命。
●防止生銹。

1.8.1潤滑油脂
潤滑油脂雖然較不易流失，但為避免因潤滑損耗造成潤滑不足，建議客戶使用距離達100km時，應再補充潤滑油脂一次，此時可用注油槍借由滑塊上所附油嘴，將油脂打入滑塊中。潤滑油脂適用于速度不超過60m/min，且對冷卻作用無要求的場合。

壽命的計算
1壽命
當直線導軌承受負荷并作運動時，珠道表面與鋼珠因不斷地受到循環(huán)應力的作用，一但到達滾動疲勞的臨界值，接觸面就會開始產(chǎn)生疲勞破損，并在部份表面發(fā)生魚鱗狀薄片的剝落現(xiàn)象，此種現(xiàn)象叫做表面剝離。壽命的定義即為珠道表面及鋼珠因材料疲勞而產(chǎn)生表面剝離時為止的總運行距離。

2額定壽命
單軸機器人的壽命，具有很大的分散性，即使同一批制造的產(chǎn)品，在相同的運動狀態(tài)下使用，壽命也會所有不同。因此額定壽命即用來定義K模組在操作過程中壽命的基準。

3 KK模組之額定壽命計算
單軸機器人之壽命計算可分為兩部分進行，包括直線導軌與滾珠絲杠，并以計算過程中數(shù)值較小者為該模組之額定壽命。其計算式分別如下:


1.8 潤滑
KK單軸機器人若沒有適當?shù)慕o予潤滑，滾動部分的摩擦就會增加，長期的使用下來會成為縮短壽命的主要原因。
潤滑劑便提供下列幾種作用:
●減少滾動部分的摩擦、防止燒傷并降低磨損。
●在滾動的面與面之間形成油膜，可延長滾動疲勞壽命。
●防止生銹。

1.8.1潤滑油脂
潤滑油脂雖然較不易流失，但為避免因潤滑損耗造成潤滑不足，建議客戶使用距離達100km時，應再補充潤滑油脂一次，此時可用注油槍借由滑塊上所附油嘴，將油脂打入滑塊中。潤滑油脂適用于速度不超過60m/min，且對冷卻作用無要求的場合。