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KK Libro blanco técnico de robots de eje único: definición, características, selección y aplicaciones
May 8, 2025
I. Definición básica y arquitectura técnica
ElEl robot de un solo eje KKes una unidad de ejecución de precisión en la automatización industrial, que transforma el movimiento de rotación de un servomotor en un movimiento lineal de alta precisión a través deintegración modular de tornillos de bolas y guías linealesSu arquitectura central incluye:
Sistema de accionamiento: tornillo de bolas de alta precisión de grado C3 (opcional 5 ∼ 50 mm de plomo), eficiencia de transmisión ≥ 90%
Sistema de guía: Esquinas de guía en forma de U (dirección ≤ 0,02 mm/m) emparejadas con vagones de alta rigidez, que ofrecen una repetibilidad de ± 0,01 mm
Estructura modular: Base de aleación de aluminio estandarizada para el ensamblaje rápido y la integración plug-and-play
II. Principales componentes y mecanismo de coordinación
Módulo de transmisión de precisión
Parafusos de bolas: diseño de pista de circulación completa, vida útil L10 ≥ 10.000 horas (30 kg de carga)
Guía lineal: transporte de carga igual en cuatro direcciones, rigidez un 25% superior a las guías tradicionales
Sistema de energía
Compatible con servomotores/motores paso a paso, soportando instalaciones montadas en bridas, montadas en los laterales y plegadas
Interruptores ópticos de límite estándar (tiempo de respuesta ≤ 1 ms) y sensores domésticos (desviación de repetibilidad ≤ 5 μm)
Componentes de protección
Protección opcional contra el polvo (IP40) o fuelle totalmente cerrado (IP54) para ambientes polvorientos
III. Escenarios típicos de aplicación
Eje central de los equipos inteligentes
Sistemas de carga/descarga automática: Colabora con brazos robóticos para el manejo de materiales a alta velocidad (tiempo de ciclo ≤3 s/recogida)
Equipo de procesamiento por láser: proporciona un posicionamiento de ±0,02 mm para las cabezas de marcado/saldado, lo que permite una precisión de ancho de línea de 0,1 mm
Inspección y medición de precisión
Sistemas de alineación de la visión: accionan los soportes de la cámara para el enfoque a nivel de micrones (velocidad de posicionamiento ≤ 500 mm/s)
Máquinas de medición de coordenadas: integra sonda para la compensación del error de linealidad de curso completo (≤10μm)
Fabricación de productos electrónicos de alta precisión
Eje de alimentación de recogida y colocación SMT: admite la recogida de 0201 componentes (amplitud de vibración ≤15μm)
Revestimiento de electrodos de la batería de litio: asegura la uniformidad del grosor ± 0,5 μm con las cabezas de recubrimiento
IV. Principales ventajas técnicas
Dimensión de rendimiento
Parámetros técnicos
Ventaja competitiva
Precisión de posicionamiento
Repetitividad ±0,01 mm / Precisión lineal ±0,02 mm/m
Parafusos de bolas pretensionados + acoplamiento de guías de precisión
Indice de rigidez
La rigidez vertical ≥ 30 N/μm (corriente de 500 mm)
La inercia de la sección de guía en forma de U es un 40% superior a la del tipo H tradicional
Conveniencia de instalación
Los agujeros de montaje modulares (conforme a la norma ISO 9409-1)
Tiempo de instalación ≤15 min/eje (incluido el cableado)
Adaptabilidad al medio ambiente
Temperatura de funcionamiento -10°C~+60°C / Humedad ≤85%RH
Tratamiento de la superficie anodizada dura (ensayo de rociado de sal ≥ 500 h) para los componentes clave
Capacidad de carga
El peso de las piezas de ensamblaje de los equipos de ensamblaje de los equipos de ensamblaje de los equipos de ensamblaje de los equipos de ensamblaje de los equipos de ensamblaje de los equipos de ensamblaje
Diámetros de tornillo para todo el rango (12-40 mm) para cargas diversas
V. Guía de selección sistemática
Planificación del accidente cerebrovascular
Trazos estándar: 100 ∼ 2000 mm (incrementos de 50 mm), personalizados hasta 5000 mm
Margen de seguridad: reserva de 10% de carrera para evitar colisiones de límite
Compatibilidad de las condiciones
Entornos polvorientos: Elegir vagones con cepillos para el polvo (interceptación de objetos extraños ≥95%)
Escenarios de alta velocidad: dar prioridad a los tornillos de plomo grande (plomo ≥ 20 mm, velocidad ≤ 2 m/s)
Verificación de la carga
Carga dinámica: Calcular la fuerza de inercia (F=ma + fricción), factor de seguridad ≥ 1.5
Para el ensayo de la compatibilidad de los motores con el sistema de frenado de los motores, se utilizará el método de ensayo de la combinación de los dos tipos de torsión.
Esquema de control
Circuito abierto: adecuado para el posicionamiento general (precisión ≤ 0,1 mm, con motores paso a paso)
Circuito cerrado: Servomotor + retroalimentación del codificador para los requisitos de precisión
VI. Especificaciones de instalación y mantenimiento
Instalación multidimensional
Horizontal: plano ≤ 0,05 mm/m, aprieta los tornillos de la base hasta 12 N·m con llave de torsión
Vertical: Freno del motor obligatorio (mopio de frenado ≥ 1,2 × par de carga), dispositivo de seguridad contra caídas recomendado
Cantilever: añadir soporte auxiliar para longitudes > 300 mm (rigidez + 30%)
Mantenimiento durante todo el ciclo de vida
Intervalo de lubricación: cada 100 km o cada 3 meses, aplicar grasa de litio NLGI 2 (2-5 g/eje)
Calibración de precisión: verificación anual del interferómetro láser (error admisible ± 5% del valor inicial)
Previsión de fallas: monitorear el ruido del vagón mediante un sensor de vibración (alerta a > 65 dB)
VII. Diagnóstico típico de las faltas
Síntoma de la culpa
Posibilidad de causa
Solución
Ruido inusual durante el funcionamiento
La lubricación de la guía o el desgaste de la bola de transporte son insuficientes
Re-lubricar/reemplazar los vagones (reemplazar en parejas)
Desviación de posicionamiento fuera de las tolerancias
Acoplamiento de precarga/codificador suelto de tornillo reducido
El valor de la presión de frenado se calculará en función de la velocidad de frenado de la llave.
Alarma de sobrecarga del motor
Inercia de carga excesiva/disminución del límite falso
Optimizar la curva de aceleración (a≤5m/s2) /calibrar la posición del sensor
Deslizamiento del eje vertical
Fallo del freno/falta de tornillo de bloqueo automático (sólo tornillo trapezoidal)
Control de la tensión del freno (≥ 24 V de corriente continua) /reemplazo con motor frenado
VIII. Caso de ingeniería: Mecanismo rotatorio de recogida de dos ejes
Antecedentes del proyecto: Línea automática de colocación de pilas de batería para productos 3C Configuración del mecanismo:
Eje X: robot KK de un solo eje (carga de 500 mm, carga de 30 kg) para transferencia horizontal de material
Eje Y: robot de las mismas especificaciones (instalación vertical) con agarre al vacío para la recogida en dirección Z
Módulo giratorio: cilindro de indice de 90°, precisión de posicionamiento ±0,1° Ventajas técnicas:
Ciclo de recogida: ≤ 4 s/ciclo (incluida la rotación)
Repetibilidad de la posición: ±0,02 mm (plano XY)
Protección contra colisiones: sensor de fuerza de contacto que activa la parada de emergencia (respuesta ≤ 20 ms)