单轴机器人
综合解说


注意事项
本SR[Single Axis Robot)系列产品属于机电设备，为维护使用者的安全，在选择机型及实际操作本产品之前，请务必详细阅读相关型录及下列注意事项并依照指示使用，若未依照本注意事项使用本产品而造成功能异常、损坏或其他事故，本公司概不负责。

人身安全
本产品适用于工业用途，不可应用在直接与人命或人员福祉相关的保安元件上。
本产品操作运转时，人员应维持在机械动作范围外，以免夹伤或发生其他工安事故。
本产品接装电机并通电时，装置心律调节器者应维持在一公尺距离外，以免受到干扰。
本产品勿装置在火源、易燃物、可燃气体附近，以防火灾。

储放与安装
搬运时应避免坠落或碰撞。
储放本产品时，建议平放并应妥善包装，避免暴露于高温、低温、潮湿的环境。
切勿自行拆解或改装本产品，以免异物进入或产品破坏，造成功能异常或工安事故。
安装时应将本产品锁固，以免因振动松脱。
安装联轴器及电机时，须选用适当的元件，并注意对准轴中心线后将螺丝锁固，切勿强行安装。

操作使用
操作时须依照型录记载的额定条件，例如最高转速、负荷等，以免造成功能损坏或工安事故。
应避免粉尘、切屑等异物侵入滚珠循环系统内，造成损坏、寿命减短或功能异常。
操作环境温度应在80°C以下，若需应用在高温场所的产品，请洽HIWIN业务。
环境特殊时,例如强大振动、真空室、无尘室、腐蚀性化学物、有机溶剂或药剂、极高温或低温、潮湿溅水、油滴油雾、高盐分、重负荷、垂直或悬臂安装等，请先洽HIWIN业务确认本产品适用条件。
垂直安装时，负载有坠落的危险，建议加装适当的煞车，并于使用前确认煞车功能正常。

维护
初次使用前应先将润滑油补满，请注意油品种类，不同的润滑油不可混用。
正常使用状况下，建议每行走100km应检查运转状况一次，清除积污，并补充润滑油，导轨及丝杠均应润滑。


综合解说
HIWIN单轴机器人模组，系利用多年来的制造技术与专业水准，配合自行研发生产的滚珠丝杠与直线导轨设计之模组，具有安装容易、体积小高精度等特点，产品种类规格多样化，适用于各类自动化设备。


产品特色
产品多样化，可搭配需要选用:
驱动方式:可分滚珠丝杠、时规皮带.
电机出力:可自行选配伺服电机，或步进电机
电机连结:直接、下接、内藏、左接、右接，依使用空间而定
有效行程: 100~2000mm ( 依丝杠转速限制)
组装与维护容易
可依顾客需要作客制化、单件或组合件的特殊设计制造
单轴可组合成多轴使用


电机法兰座、电机与联轴器安装注意事项
丝杠肩部与电机轴两轴组装时，须注意以下三种基本偏差，说明图示如下:
1.偏心[A):                       2.偏角[B):                           3.轴向位移[C]:


两轴中心线简易校准确认方式，可将位于丝杠肩部与电机轴间的联轴器处于松动状态下，转动联轴器，确认联轴器是否能够沿轴向旋转方向轻轻移动，以确认两轴心的同心度，说明图示如右:


丝杠肩部(A)与电机法兰座定位孔(B)的同心度，请制作轴孔同心治具协助安装， 说明图示如下:


安装注意事项:
1.电机法兰座安装时，请注意电机法兰座定位孔与丝杠肩部的偏差需在联轴器相关容许偏差值内。
2.丝杠肩部与电机轴两轴的偏差过大时，仍强行装上联轴器，会造成联轴器或丝杠肩部断裂的情况产生，所以请确认两轴的偏差是在联轴器可以容许偏差值内。
3.选用联轴器时，建议选择可吸收偏心、偏角与轴向位移的挠性联轴器。


产品应用
SR系列产品用途广泛，一般自动化设备均可应用，举例如下:
自动锡焊机、锁螺丝机、料架零件盒取放、小型堆栈、黏胶涂布机、零附件取放搬运、CCD镜头移动、自动喷漆机、自动上下料装置、切割机、电子元件生产设备、小型装配线、小型压台、点焊机、表面复膜制程、自动贴标签机、液料灌注分装、零附件检验设备、生产线工件整理、材料充填装置、包装机、刻印机、输送带移位、工件清洁装置等等。




精度
精度包含准确度(Accuracy)与精密度(Precision)，如下说明:
1.定位精度(准确度)
模组由基准点沿一方向移动，最后实际到达的距离与原设定到达的距离的最大差异值(绝对值)称之。
2.往返位置重现性(精密度)
或指定位重现性，表示SR滑台往返移动过程中，在某-设定位置测得的位置差异值，以全行程中的最大值称之。
3.行走平行度
(1)指SR模组的滑台平面与模组安装平面之间的平行度。量表架于滑台平面中央，指针置于安装平面上，取全行程量
测的最大差异值。
(2)指SR模组的滑台与模组安装基准面之间的平行度。量表架于滑台平面中央，指针置于模组侧边安装基准面上，取
全行程量测的最大差异值。


速度
1.最大线速度
SR滑台最大线速度(V)系由滚珠丝杠最高转速(S)乘以导程(L)计算而得。
V (mm/sec) =S (rpm)六60XL (mm)
2.最高转速
表示滚珠丝杠的最大容许转速，由其临界转速而定o丝杠转速超过临界转速时将可能发生共振。临界转速和丝杠长度有关，因此，滚珠丝杠的临界转速也间接决定了产品的有效行程和总长度。滚珠丝杠的最大容许转速计算方式如下:

3.加减速度
所谓速度系指滑台设定的运转工作速度,滑台须自停止状态开始加速，达工作速度后维持该速度往目的地移动,抵达.前开始减速，终至停止。
加减速度由使用者依实际使用需要而定。SR设计时，加速度的设定:导程5以下以0.15G计算，其他导程均以0.3G计算。1G=9.8m/s2，则0.15G=1470mm/s2，0.3G=2940mm/s2。SR模组最大可搬质量须依加速度而定。
*注意:加减速度将使搬运的质量产生惯性负荷，加减速度愈大，可搬质量愈小;过大的加减速度会产生大的冲击力， 应避免之。

4.工作周期
工作周期由客户依实际需要决定。常用工作周期如下图所示，包括加速时间Ta、等速时间Tc、减速时间Td、停留时间Tf。
加速度=V/Ta
减速度=V/Td
工作周期(sec) = Ta+ Tc+ Td+ Tf
工作时间=工作周期X次数
运转率=工作时间/ (工作时间+停机时间)
运转率须配合电机负荷而定，通常不宜长时间连续不停的工作，建议以0.5为准。


电机负载计算
1.确认负载机构的运动条件要求，包括加减速度，运动速度，机构的重量，机构的运动方式。
2.负载之惯量计算
  直线运动负载惯量计算式:


3.由负载惯量与电机惯量的比例原则，选出适当的电机规格。

4.将选定的电机惯量合并负载惯量，计算出加速转矩及减速转矩。


5.依据负载重量，安装方式，磨擦系数，电机效率，计算出等速运动时的负荷转矩。

6.选定电机的最大输出转矩，须大于加速转矩和负荷转矩相加的和;如果不符合条件，必须选用其他型号，再计算验证至符合要求为止。
7.依据负荷转矩、加速转矩、减速转矩及保持转矩，求出连续实效转矩。

8.选定电机的额定输出转矩必须大于连续实效转矩;如果不符合条件，必须选用其他型号，再计算验证至符合要求为止。


安装
滚珠丝杠型式若确定用途为垂直方向(z轴)请注意，垂直安装属于特殊使用状态，承载负荷请在表列最大可搬重量(直立)范围内使用，除此之外，时规皮带型式禁止垂直方向使用。
*注意:为防止负载滑落，垂直安装时，采用电机宜含煞车。


寿命
于水平安装、侧挂安装、倾斜安装(角度小于30度)时，SR寿命以直线导轨的寿命为准;垂直安装、倾斜安装(角度大于30度)时，SR寿命则以丝杠或固定端轴承寿命(取其小者)为准。
表列额定动负载(Fy, Fz, Mx, My, Mz)是相对于模组行走10,000 Km的寿命，若负载小于表列可负载条件(Fy/Fyd +Fz/Fzd + Mx/Mxd + My/Myd + Mz/Mzd≤1)则寿命将可延长;反之，如果负载大于表定值，则寿命将少于10,000 Km。
为确保SR的长期使用，建议尽可能在表列负载范围内使用。

保养
SR模组需要维修保养的部分包括滚珠丝杠、直线导轨及相关配件。每三个月或每行走100公里的距离后，必须对滚珠丝杠和直线导轨补充润滑剂，并请检查有无任何污垢或碎屑在系统内，如果油脂变得肮脏时，请更换油脂。如有任何保养方面的特殊问题,请与HIWIN联络。




单轴机器人

KK型

HIWIN KK单轴机器人主要是透过模组化之设计，将滚珠丝杠和直线导轨整合在一起，因此可提供具有高精度、快速安装、选用、高刚性、体积小、节省空间等特性。.
借由高精度之滚珠丝杠做为传动机构，以及配合最佳化设计之U型轨道做为导引机构，来确保精度与刚性之需求。


1.1 特性
设计及安装容易
体积小重量轻
高精度
高刚性
配备齐全
最适化设计
轨道结构由有限元素分析，得到最好刚性
与重量，分析如图所示:


1.1. 模组化
KK单轴机器人透过模组化之设计，整合滚珠丝杠和直线导轨，可节省以往传统致动平台需经过导引和驱动元件之选用、安装校验、体积大、占空间等缺点。因此KK单轴机器人可提供快速选用、安装、体积精简、高刚性等特性，可大幅减少客户端的使用空间与时间。

1.1.2 四方向等负荷
轨道和滑块之间的回流系统，其滚珠与珠槽接触面采用2列式歌德牙型之设计，具有45度接触角之特性，该设计可使得KK单轴机器人可承受四方向等负荷之能力。

1.1.3 高刚性
轨道构型采用U型断面，并透过有限元素分析软体的设计，在体积与刚性.上取得平衡点，使得轨道具有高刚.性、体积精简、重量轻等特性。

1.1.4 规格多样化
HIWIN针对各种不同的使用需求，开发出下列多种KK单轴机器人，提供客户依使用需求、空间、负载来选用。


1.2 选购配件
为了因应各种的使用需求，KK单轴机器人可另外选购铝护盖、伸缩护套、电机连接法兰、极限开关。
铝护盖、伸缩护套:可防止异物、杂质进入KK单轴机器人之内而影响其使用寿命、精度、顺畅度
电机连接法兰:可将各种不同电机锁固于KK单轴机器人之.上
极限开关:提供滑块定位、启动原点以及防止滑块超过行程之安全机制


寿命的计算
1寿命
当直线导轨承受负荷并作运动时，珠道表面与钢珠因不断地受到循环应力的作用，一但到达滚动疲劳的临界值，接触面就会开始产生疲劳破损，并在部份表面发生鱼鳞状薄片的剥落现象，此种现象叫做表面剥离。寿命的定义即为珠道表面及钢珠因材料疲劳而产生表面剥离时为止的总运行距离。

2额定寿命
单轴机器人的寿命，具有很大的分散性，即使同一批制造的产品，在相同的运动状态下使用，寿命也会所有不同。因此额定寿命即用来定义K模组在操作过程中寿命的基准。

3 KK模组之额定寿命计算
单轴机器人之寿命计算可分为两部分进行，包括直线导轨与滚珠丝杠，并以计算过程中数值较小者为该模组之额定寿命。其计算式分别如下:


1.8 润滑
KK单轴机器人若没有适当的给予润滑，滚动部分的摩擦就会增加，长期的使用下来会成为缩短寿命的主要原因。
润滑剂便提供下列几种作用:
●减少滚动部分的摩擦、防止烧伤并降低磨损。
●在滚动的面与面之间形成油膜，可延长滚动疲劳寿命。
●防止生锈。

1.8.1润滑油脂
润滑油脂虽然较不易流失，但为避免因润滑损耗造成润滑不足，建议客户使用距离达100km时，应再补充润滑油脂一次，此时可用注油枪借由滑块上所附油嘴，将油脂打入滑块中。润滑油脂适用于速度不超过60m/min，且对冷却作用无要求的场合。

寿命的计算
1寿命
当直线导轨承受负荷并作运动时，珠道表面与钢珠因不断地受到循环应力的作用，一但到达滚动疲劳的临界值，接触面就会开始产生疲劳破损，并在部份表面发生鱼鳞状薄片的剥落现象，此种现象叫做表面剥离。寿命的定义即为珠道表面及钢珠因材料疲劳而产生表面剥离时为止的总运行距离。

2额定寿命
单轴机器人的寿命，具有很大的分散性，即使同一批制造的产品，在相同的运动状态下使用，寿命也会所有不同。因此额定寿命即用来定义K模组在操作过程中寿命的基准。

3 KK模组之额定寿命计算
单轴机器人之寿命计算可分为两部分进行，包括直线导轨与滚珠丝杠，并以计算过程中数值较小者为该模组之额定寿命。其计算式分别如下:


1.8 润滑
KK单轴机器人若没有适当的给予润滑，滚动部分的摩擦就会增加，长期的使用下来会成为缩短寿命的主要原因。
润滑剂便提供下列几种作用:
●减少滚动部分的摩擦、防止烧伤并降低磨损。
●在滚动的面与面之间形成油膜，可延长滚动疲劳寿命。
●防止生锈。

1.8.1润滑油脂
润滑油脂虽然较不易流失，但为避免因润滑损耗造成润滑不足，建议客户使用距离达100km时，应再补充润滑油脂一次，此时可用注油枪借由滑块上所附油嘴，将油脂打入滑块中。润滑油脂适用于速度不超过60m/min，且对冷却作用无要求的场合。