直角坐標(biāo)機(jī)器人被廣泛應(yīng)用于各種自動(dòng)化生產(chǎn)線中完成碼垛搬運(yùn)、上下料、供料、裝配、檢測(cè)、焊接和涂膠等任務(wù)。它以行程大，負(fù)載能力強(qiáng)，精度高，組合方便，性?xún)r(jià)比非常高，易編程，易維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)而深受各個(gè)行業(yè)專(zhuān)家和操作者的稱(chēng)贊。但在完成一些需要進(jìn)入小空間的作業(yè)時(shí)，不由關(guān)節(jié)機(jī)器人靈活。如果能把直角坐標(biāo)機(jī)器人和關(guān)節(jié)機(jī)器人二者的部分功能及特點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，就能保持直角坐標(biāo)機(jī)器人優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，擴(kuò)張其應(yīng)用領(lǐng)域及應(yīng)用靈活性。為此一些企業(yè)和科學(xué)家不斷努力來(lái)實(shí)現(xiàn)這種組合。其中以DMT的混合型機(jī)器人最為典型，下面就對(duì)其簡(jiǎn)單介紹。

一、    混合機(jī)器人的組成

如圖1所示六自由度混合機(jī)器人由三個(gè)直線運(yùn)動(dòng)軸，兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸和一個(gè)擺動(dòng)軸組成。圖1中六自由度混合型機(jī)器人的三個(gè)直線運(yùn)動(dòng)軸是懸臂型直角坐標(biāo)機(jī)器人。在上下運(yùn)動(dòng)的Z軸下端帶動(dòng)一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸，而旋轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)一個(gè)擺動(dòng)軸，擺動(dòng)軸末端再帶動(dòng)一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸。最末端的旋轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)手爪。由于兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸和擺動(dòng)軸其實(shí)就是關(guān)節(jié)機(jī)器人的末端三個(gè)運(yùn)動(dòng)軸，所以六軸混合機(jī)器人就是三軸直角坐標(biāo)機(jī)器人加上關(guān)節(jié)機(jī)器人的三個(gè)最末端運(yùn)動(dòng)軸組合而成。根據(jù)實(shí)際需要，混合型機(jī)器人的直線運(yùn)動(dòng)軸也可以是二維的XY軸結(jié)構(gòu)或XZ軸結(jié)構(gòu)，也可以是龍門(mén)式結(jié)構(gòu)。其各個(gè)直線運(yùn)動(dòng)軸的行程及承載能力可以按要求去做。

二、混合機(jī)器人的特點(diǎn)

1、工作空間 

具有直角坐標(biāo)機(jī)器人的大行程，大跨度的優(yōu)點(diǎn)。比如拼裝后X軸可達(dá)到100m，Y軸20m；總之可以按要求組合成所需工作空間的大型機(jī)器人。

2、組合形式 

混合型機(jī)器人的直線運(yùn)動(dòng)軸也可以是二維的XY軸結(jié)構(gòu)或XZ軸結(jié)構(gòu)，也可以是龍門(mén)式結(jié)構(gòu)。根據(jù)每個(gè)直線運(yùn)動(dòng)軸的行程及承載能力還可以是多根組合來(lái)保證各個(gè)軸不變形，有足夠的強(qiáng)度。最末端的三個(gè)旋轉(zhuǎn)軸也可以選擇為兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸?？傊旌闲蜋C(jī)器人完全可以設(shè)計(jì)成所以的結(jié)構(gòu)形式及工作行程。

3、負(fù)載能力

直角坐標(biāo)型的龍門(mén)框架結(jié)構(gòu)，承載能力強(qiáng)，可無(wú)限擴(kuò)展，穩(wěn)定可靠，造價(jià)相對(duì)低很多。抓取物體的能力主要受三個(gè)末端旋轉(zhuǎn)軸的限制。目前配合手爪后可以抓取的物體重量是：25公斤，50公斤和100公斤三種型號(hào)。

4、工作精度

通常單根直線運(yùn)動(dòng)軸的重復(fù)定位精度0.05mm，而絲杠驅(qū)動(dòng)型和精密齒輪齒條驅(qū)動(dòng)型可達(dá)0.01mm，甚至更高。還可以加位置反饋信號(hào)，比如磁珊來(lái)提高定位精度。最后綜合精度取決于末端的三個(gè)旋轉(zhuǎn)軸。

5、安裝調(diào)式簡(jiǎn)單

混合型機(jī)器人是模塊化結(jié)構(gòu)，在裝配廠全部預(yù)連接運(yùn)行，然后拆裝出廠?，F(xiàn)場(chǎng)通過(guò)螺栓簡(jiǎn)單拼裝，調(diào)水平即可電氣調(diào)試，用戶(hù)甚至可以自行完成機(jī)械安裝。龍門(mén)式框架為整個(gè)安裝空間，其工作空間也在框架范圍內(nèi)。不需要非常專(zhuān)業(yè)人員調(diào)式，簡(jiǎn)單安裝，調(diào)式和以后服務(wù)費(fèi)用低。

6、后期維護(hù)費(fèi)用低 

不需要非常專(zhuān)業(yè)人員調(diào)式，簡(jiǎn)單安裝，調(diào)式和后期維護(hù)費(fèi)用低。而關(guān)節(jié)機(jī)器人的編程和操控必須由供應(yīng)商通過(guò)專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)才能完成（廠家軟件編程費(fèi)用300元/小時(shí)），而且特殊軟件需要收費(fèi)。

7、性?xún)r(jià)比高：無(wú)論首次購(gòu)買(mǎi)，還是后期服務(wù)費(fèi)用都遠(yuǎn)低于關(guān)節(jié)型機(jī)器人。

圖1是一個(gè)典型的3D直角坐標(biāo)機(jī)器人，它由X軸,Y軸,Z軸及驅(qū)動(dòng)電機(jī)組成。此外一個(gè)完整的機(jī)器人系統(tǒng)還需要控制系統(tǒng)和手抓。

三、混合機(jī)器人的部分應(yīng)用 

1、除完成傳統(tǒng)的直角坐標(biāo)機(jī)器人任務(wù)外，更適合給臥加和立加上下料。它的結(jié)構(gòu)形式使手爪可以更方便伸入到機(jī)床防護(hù)罩內(nèi)部的工作臺(tái)上。

2、如果被抓取工件給多臺(tái)設(shè)備上下料，需要對(duì)零件進(jìn)行水平旋轉(zhuǎn)，甚至上下翻轉(zhuǎn)才能完成各個(gè)設(shè)備的上下料工作，那么混合型機(jī)器人就非常合適。這類(lèi)應(yīng)用非常多，比如一臺(tái)機(jī)器人同時(shí)給車(chē)床和淬火設(shè)備上下料。

3、無(wú)論是冷沖壓，還是熱沖壓有時(shí)需要把鋼板伸入到上下模中間，那么混合機(jī)器人就非常合適。還有一些立式加工中心的防護(hù)門(mén)全開(kāi)時(shí)，零件也不能從正上方向放下，要從前面伸到里面去。

總之需要從側(cè)面把零件伸到工作臺(tái)上方，或零件從一臺(tái)設(shè)備到令一臺(tái)設(shè)備間搬運(yùn)時(shí)必須旋轉(zhuǎn)或翻轉(zhuǎn)，這類(lèi)大負(fù)載的搬運(yùn)和上下料應(yīng)用等，混合機(jī)器人是非常合適的。