Robots de un solo eje: definición, aplicaciones y análisis de características básicas

I. Descripción general de los robots de un solo eje

II. Componentes principales y diseño estructural

1. Sistema de accionamiento(lado del motor/lado sin motor): Integra servomotores/motores paso a paso, transmitiendo potencia a través de acoplamientos;
2. Unidad de movimiento: Corredera 配合本体导轨 (corredera emparejada con guías principales) para un movimiento lineal de baja fricción;
3. Dispositivos de protección: Correas de acero a prueba de polvo, protectores laterales y cubiertas protectoras para entornos polvorientos/húmedos;
4. Componentes de transmisión: Husillos de bolas o correas dentadas, que determinan la precisión y el rendimiento de la velocidad.

III. Escenarios de aplicación típicos

1. Medición e inspección de precisión

• Prueba de planitud: El eje X acciona un telémetro láser para escaneos recíprocos, mientras que el eje Y posiciona las piezas de trabajo. El muestreo multipunto calcula los errores de planitud con una precisión de ±0,02 mm.
• Inspección visual: Los ejes X/Y transportan cámaras industriales para el escaneo plano 2D, y el eje Z ajusta la distancia focal para detectar defectos del producto y desalineación de materiales auxiliares, mejorando la eficiencia de la inspección de calidad en más del 30 %.

2. Procesamiento y montaje

• Mecanizado láser: El eje Z monta cabezales de corte/marcado, expandiendo el rango de marcado con sistemas de galvanómetro para el procesamiento de superficies de alta precisión (ancho de línea mínimo 0,1 mm);
• Apriete automático de tornillos: Una plataforma de 3 ejes recoge los tornillos a través de alimentadores de vibración y completa el apriete a lo largo de trayectorias preestablecidas, con una precisión de posicionamiento de ±0,1 mm y<2 segundos por tornillo.

3. Control de fluidos

• Dosificación estereoscópica 3D: Los ejes X/Y planifican rutas, y el eje Z controla la altura del dispensador, logrando una dosificación precisa de 0,5 mm de diámetro en superficies complejas, adecuada para el embalaje de componentes electrónicos y el sellado automotriz.

IV. Características principales del producto

1. Transmisión de alta precisión:
   • Los modelos de husillo de bolas utilizan husillos de grado C5 con un error de posicionamiento ≤±0,01 mm y una precisión de posicionamiento repetido ±0,005 mm, ideal para escenarios de precisión como la manipulación de obleas de semiconductores;
   • Los modelos de correa dentada alcanzan velocidades de hasta 1500 mm/s a través de accionamientos de correa dentada, adecuados para la clasificación de alta velocidad y las líneas transportadoras.
2. Adaptabilidad ambiental:
   • Sellado a prueba de polvo (clasificación de protección IP54) con sellos laberínticos, que bloquean partículas >5μm y salpicaduras de líquidos, extendiendo la vida útil en un 20 %;
   • Cuerpos de acero inoxidable opcionales para entornos húmedos/corrosivos (por ejemplo, dispositivos médicos, líneas de producción de alimentos).
3. Diseño modular:
   • Admite especificaciones de múltiples carreras (50–3000 mm) y direcciones de montaje del motor (montado lateralmente/en el extremo), compatible con servomotores/motores paso a paso para cargas de 5–200 kg;
   • Estructura plug-and-play, instalada en<30 minutos. Las correderas/componentes de transmisión reemplazables reducen los costos de tiempo de inactividad.

V. Criterios clave de selección

1. Coincidencia de condiciones:
   • Carrera: Elija en función del rango de movimiento efectivo con un margen de seguridad del 10 %–15 %;
   • Entorno: A prueba de polvo para escenas polvorientas, modelos de sala limpia de acero inoxidable para salas limpias (rugosidad superficial Ra≤1,6μm);
   • Velocidad y precisión: Husillos de bolas para alta precisión (≤1 m/s), correas dentadas para alta velocidad (>1 m/s).
2. Cálculo de carga:
   • La carga dinámica considera el peso de la pieza de trabajo, la inercia y la fricción, verificados a través de las fórmulas de par del fabricante (factor de seguridad ≥1,5);
   • Los escenarios de momento de inclinación requieren un mayor espaciamiento de la guía o correderas tipo brida para una mayor rigidez torsional.
3. Configuración de control:
   • Equipado con interruptores de límite (inicio/límite) y codificadores (incrementales/absolutos) para retroalimentación de posición y seguridad;
   • Admite programación PLC/PC y protocolos Modbus/Canopen para la coordinación multieje.

VI. Pautas de instalación y mantenimiento

Proceso de instalación del motor (ejemplo de modelo de correa dentada)

1. Coloque el módulo horizontalmente y retire la tapa del extremo del motor;
2. Ajuste los tornillos de la placa de conexión para alinear la brida del motor con la polea;
3. Instale la correa dentada, asegurando una tensión moderada (caída ≤5 mm por tramo de 100 mm);
4. Apriete los tornillos de fijación diagonales, verifique el centrado de la correa y vuelva a instalar la tapa del extremo.

Mantenimiento periódico

• Inspección diaria: Verifique si los cables están desgastados (radio de curvatura ≥10× diámetro del cable), ruido anormal (normal ≤65 dB);
• Mantenimiento trimestral: Lubrique los rieles/tornillos con grasa a base de litio (viscosidad 30–150 cst), limpie el polvo de la superficie;
• Verificación semestral: Verifique la tensión de los tornillos (desviación del par ≤±5 %), el desgaste de la correa dentada (reemplace si la pérdida de altura del diente >20 %).

VII. Manejo de fallas típicas

1. Estancamiento del movimiento: Deténgase para limpiar 异物 (materia extraña) en los tornillos/rieles (use aire comprimido + alcohol), reponga la lubricación;
2. Salto de la correa: Verifique la tensión (recomendado 80–120 N/m con un medidor de tensión), ajuste la posición del motor;
3. Desviación de posicionamiento: Vuelva a calibrar los interruptores de inicio, verifique la holgura del acoplamiento (error de concentricidad ≤0,05 mm).

VIII. Ejemplo de aplicación: Integración del sistema de inspección visual

• Equipo: Máquina de detección de defectos del producto
• Configuración: Correderas de correa dentada de eje X/Y (carrera 500 mm×300 mm, velocidad 1 m/s), corredera de husillo de bolas de eje Z (carrera 100 mm, precisión ±0,01 mm);
• Función: La cámara se mueve con los ejes X/Y para el escaneo de campo completo, el eje Z ajusta automáticamente la distancia focal para diferentes alturas de la pieza de trabajo. Los algoritmos de IA permiten el reconocimiento de defectos de nivel de 0,2 mm a 200 piezas/minuto.

Conclusión