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KK Single-Axis Robot Technical Whitepaper: Definizione, caratteristiche, selezione e applicazioni
May 8, 2025
I. Definizione di base e architettura tecnica
IlKK robot monoasseè un'unità di esecuzione di precisione nell'automazione industriale, che trasforma il movimento di rotazione da un servomotore in movimento lineare di alta precisione attraversointegrazione modulare di viti a sfera e guide lineariLa sua architettura di base comprende:
Sistema di guida: vite a sfera di alta precisione di grado C3 (piombo 5 ̊50 mm opzionale), efficienza di trasmissione ≥ 90%
Sistema di guida: rotaia guida a forma di U (dirittura ≤ 0,02 mm/m) abbinata a carri ad alta rigidità, con ripetibilità ± 0,01 mm
Struttura modulare: base in lega di alluminio standardizzata per un rapido montaggio e integrazione plug-and-play
II. Componenti chiave e meccanismo di coordinamento
Modulo di trasmissione di precisione
Vattone a sfera: progettazione di corsia a circolazione completa, durata di vita L10 ≥ 10.000 ore (30 kg di carico)
Guida lineare: carrello a carico uguale in quattro direzioni, rigidità 25% superiore rispetto alle guide tradizionali
Sistema di alimentazione
Compatibile con motori servo/stepper, supportando installazioni montate su flange, laterali e pieghevoli
Interruttori di limite ottici standard (tempo di risposta ≤1 ms) e sensori domestici (deviazione di ripetibilità ≤5 μm)
Componenti di protezione
Copertura opzionale contro la polvere (IP40) o folio completamente chiuso (IP54) per ambienti polverosi
III. Scenari tipici di applicazione
Asse centrale per le apparecchiature intelligenti
Sistemi di carico/scarico automatici: collabora con braccia robotizzate per la movimentazione ad alta velocità dei materiali (tempo di ciclo ≤3 s/pick)
Equipaggiamento di lavorazione laser: fornisce un posizionamento di ±0,02 mm per le teste di marcatura/saldatura, consentendo una precisione di larghezza di linea di 0,1 mm
Ispezione e misurazione di precisione
Sistemi di allineamento della visione: azionano le staffe della fotocamera per la messa a fuoco a livello micron (velocità di posizionamento ≤ 500 mm/s)
Macchine di misurazione delle coordinate: integrano una sonda per la compensazione dell'errore di linearità a tempo pieno (≤ 10 μm)
Produzione di elettronica ad alta precisione
Assi di alimentazione SMT per il pick-and-place: supporta il picking di 0201 componenti (ampiezza di vibrazione ≤15μm)
Rivestimento degli elettrodi delle batterie al litio: garantisce l'uniformità dello spessore ± 0,5 μm con le teste di rivestimento
IV. Vantaggi tecnici essenziali
Dimensione delle prestazioni
Parametri tecnici
Avanzo competitivo
Accuratezza del posizionamento
Ripetibilità ±0,01 mm / Precisione lineare ±0,02 mm/m
Vattone a sfera pretenso + accoppiamento di guida di precisione
Indice di rigidità
rigidità verticale ≥ 30 N/μm (corso di 500 mm)
L'inerzia della sezione guida a forma di U è superiore del 40% rispetto al tipo H tradizionale
Comodità di installazione
Fori di montaggio modulari (conformi alla norma ISO 9409-1)
Tempo di installazione ≤15 min/asse (compreso il cablaggio)
Adattabilità all'ambiente
Temperatura di funzionamento -10°C~+60°C / Umidità ≤85%RH
Trattamento superficiale anodizzato duro (prova con spruzzo di sale ≥ 500 ore) per i componenti chiave
Capacità di carico
Orizzontale 20200 kg / Verticale 1080 kg
Diametri di vite di gamma completa (12 ∼40 mm) per carichi diversi
V. Guida sistematica alla selezione
Pianificazione degli ictus
Tracciati standard: 100~2000 mm (incrimenti di 50 mm), personalizzati fino a 5000 mm
Margine di sicurezza: riserva del 10% per evitare collisioni limitate
Corrispondenza delle condizioni
Ambienti polverosi: scegliere le carrozze con spazzole antipolvere (intercettazione di oggetti estranei ≥95%)
Scenari ad alta velocità: dare la priorità alle viti a piombo di grandi dimensioni (piombo ≥ 20 mm, velocità ≤ 2 m/s)
Verificazione del carico
carico dinamico: calcolare la forza di inerzia (F=ma + attrito), fattore di sicurezza ≥ 1.5
Corrispondenza della coppia: coppia del motore = (peso del carico × piombo) /(2π×efficienza) + coppia di attrito
Schema di controllo
A circuito aperto: adatto per il posizionamento generale (precisione ≤ 0,1 mm, con motori passo a passo)
Circuito chiuso: servomotore + feedback dell'encoder per i requisiti di precisione
VI. Specifiche di installazione e manutenzione
Installazione multidimensionale
Orizzontale: piattazza ≤ 0,05 mm/m, serrare i bulloni di base a 12 N·m con chiave di coppia
Verticale: freno motore obbligatorio (torque di frenata ≥ 1,2×torque di carico), raccomandato dispositivo di sicurezza anti-caduta
Cantilever: aggiungere supporto ausiliario per lunghezze > 300 mm (rigidità + 30%)
Manutenzione per tutto il ciclo di vita
Intervallo di lubrificazione: ogni 100 km o 3 mesi, applicare grasso al litio NLGI 2 (2 ‰ 5 g/asse)
Calibrazione della precisione: controllo annuale con interferometro laser (errore ammissibile ± 5% del valore iniziale)
Previsione del guasto: monitorare il rumore del veicolo tramite sensore di vibrazione (allarme a > 65 dB)
VII. Diagnosi tipica di errore
Sintomo di colpa
Possibile causa
Soluzione
Rumore insolito durante il funzionamento
Lubrificazione insufficiente della guida/usura della palla di carico
Ripubblicare/sostituire le carrozze (sostituire a coppie)
Diversione di posizionamento al di fuori delle tolleranze
Accoppiamento a vite ridotto precarico/codificatore libero
Regolare nuovamente il precarico (controllo della chiave motrice) /aggancio di serraggio
Alarme di sovraccarico del motore
Inerzia di carico eccessivo/innesco del limite falso
Ottimizzare la curva di accelerazione (a≤5m/s2)/calibrare la posizione del sensore
Scivolamento dell'asse verticale
Fallimento del freno/mancanza di vite autobloccanti (solo vite trapezoidali)
Controllare la tensione del freno (≥ 24 V CC) /sostituire con motore frenato
VIII. Caso tecnico: Meccanismo di raccolta rotativo a doppio asse
Anteprima del progetto: Linea di posizionamento automatico delle celle della batteria per i prodotti 3C Configurazione del meccanismo:
Asse X: KK robot monoasse (corso di 500 mm, carico di 30 kg) per il trasferimento orizzontale di materiale
Asse Y: robot della stessa specifica (installazione verticale) con pinza a vuoto per il picking in direzione Z
Modulo rotativo: cilindro di indicizzazione a 90°, precisione di posizionamento ±0,1° Vantaggi tecnici:
Ciclo di raccolta: ≤ 4 s/ciclo (compresa la rotazione)
Ripetibilità della posizione: ±0,02 mm (piano XY)
Protezione da collisione: sensore di forza di contatto che attiva l'arresto di emergenza (risposta ≤ 20 ms) Benefici: miglioramento dell'efficienza del 300% rispetto al funzionamento manuale; tasso di difetti ridotto dall'1,2% a 0.15