單軸機器人
綜合解說


注意事項
本SR[Single Axis Robot)系列產品屬于機電設備，為維護使用者的安全，在選擇機型及實際操作本產品之前，請務必詳細閱讀相關型錄及下列注意事項并依照指示使用，若未依照本注意事項使用本產品而造成功能異常、損壞或其他事故，本公司概不負責。

人身安全
本產品適用于工業用途，不可應用在直接與人命或人員福祉相關的保安元件上。
本產品操作運轉時，人員應維持在機械動作范圍外，以免夾傷或發生其他工安事故。
本產品接裝電機并通電時，裝置心律調節器者應維持在一公尺距離外，以免受到干擾。
本產品勿裝置在火源、易燃物、可燃氣體附近，以防火災。

儲放與安裝
搬運時應避免墜落或碰撞。
儲放本產品時，建議平放并應妥善包裝，避免暴露于高溫、低溫、潮濕的環境。
切勿自行拆解或改裝本產品，以免異物進入或產品破壞，造成功能異常或工安事故。
安裝時應將本產品鎖固，以免因振動松脫。
安裝聯軸器及電機時，須選用適當的元件，并注意對準軸中心線后將螺絲鎖固，切勿強行安裝。

操作使用
操作時須依照型錄記載的額定條件，例如最高轉速、負荷等，以免造成功能損壞或工安事故。
應避免粉塵、切屑等異物侵入滾珠循環系統內，造成損壞、壽命減短或功能異常。
操作環境溫度應在80°C以下，若需應用在高溫場所的產品，請洽HIWIN業務。
環境特殊時,例如強大振動、真空室、無塵室、腐蝕性化學物、有機溶劑或藥劑、極高溫或低溫、潮濕濺水、油滴油霧、高鹽分、重負荷、垂直或懸臂安裝等，請先洽HIWIN業務確認本產品適用條件。
垂直安裝時，負載有墜落的危險，建議加裝適當的煞車，并于使用前確認煞車功能正常。

維護
初次使用前應先將潤滑油補滿，請注意油品種類，不同的潤滑油不可混用。
正常使用狀況下，建議每行走100km應檢查運轉狀況一次，清除積污，并補充潤滑油，導軌及絲杠均應潤滑。


綜合解說
HIWIN單軸機器人模組，系利用多年來的制造技術與專業水準，配合自行研發生產的滾珠絲杠與直線導軌設計之模組，具有安裝容易、體積小高精度等特點，產品種類規格多樣化，適用于各類自動化設備。


產品特色
產品多樣化，可搭配需要選用:
驅動方式:可分滾珠絲杠、時規皮帶.
電機出力:可自行選配伺服電機，或步進電機
電機連結:直接、下接、內藏、左接、右接，依使用空間而定
有效行程: 100~2000mm ( 依絲杠轉速限制)
組裝與維護容易
可依顧客需要作客制化、單件或組合件的特殊設計制造
單軸可組合成多軸使用


電機法蘭座、電機與聯軸器安裝注意事項
絲杠肩部與電機軸兩軸組裝時，須注意以下三種基本偏差，說明圖示如下:
1.偏心[A):                       2.偏角[B):                           3.軸向位移[C]:


兩軸中心線簡易校準確認方式，可將位于絲杠肩部與電機軸間的聯軸器處于松動狀態下，轉動聯軸器，確認聯軸器是否能夠沿軸向旋轉方向輕輕移動，以確認兩軸心的同心度，說明圖示如右:


絲杠肩部(A)與電機法蘭座定位孔(B)的同心度，請制作軸孔同心治具協助安裝， 說明圖示如下:


安裝注意事項:
1.電機法蘭座安裝時，請注意電機法蘭座定位孔與絲杠肩部的偏差需在聯軸器相關容許偏差值內。
2.絲杠肩部與電機軸兩軸的偏差過大時，仍強行裝上聯軸器，會造成聯軸器或絲杠肩部斷裂的情況產生，所以請確認兩軸的偏差是在聯軸器可以容許偏差值內。
3.選用聯軸器時，建議選擇可吸收偏心、偏角與軸向位移的撓性聯軸器。


產品應用
SR系列產品用途廣泛，一般自動化設備均可應用，舉例如下:
自動錫焊機、鎖螺絲機、料架零件盒取放、小型堆棧、黏膠涂布機、零附件取放搬運、CCD鏡頭移動、自動噴漆機、自動上下料裝置、切割機、電子元件生產設備、小型裝配線、小型壓臺、點焊機、表面復膜制程、自動貼標簽機、液料灌注分裝、零附件檢驗設備、生產線工件整理、材料充填裝置、包裝機、刻印機、輸送帶移位、工件清潔裝置等等。




精度
精度包含準確度(Accuracy)與精密度(Precision)，如下說明:
1.定位精度(準確度)
模組由基準點沿一方向移動，最后實際到達的距離與原設定到達的距離的最大差異值(絕對值)稱之。
2.往返位置重現性(精密度)
或指定位重現性，表示SR滑臺往返移動過程中，在某-設定位置測得的位置差異值，以全行程中的最大值稱之。
3.行走平行度
(1)指SR模組的滑臺平面與模組安裝平面之間的平行度。量表架于滑臺平面中央，指針置于安裝平面上，取全行程量
測的最大差異值。
(2)指SR模組的滑臺與模組安裝基準面之間的平行度。量表架于滑臺平面中央，指針置于模組側邊安裝基準面上，取
全行程量測的最大差異值。


速度
1.最大線速度
SR滑臺最大線速度(V)系由滾珠絲杠最高轉速(S)乘以導程(L)計算而得。
V (mm/sec) =S (rpm)六60XL (mm)
2.最高轉速
表示滾珠絲杠的最大容許轉速，由其臨界轉速而定o絲杠轉速超過臨界轉速時將可能發生共振。臨界轉速和絲杠長度有關，因此，滾珠絲杠的臨界轉速也間接決定了產品的有效行程和總長度。滾珠絲杠的最大容許轉速計算方式如下:

3.加減速度
所謂速度系指滑臺設定的運轉工作速度,滑臺須自停止狀態開始加速，達工作速度后維持該速度往目的地移動,抵達.前開始減速，終至停止。
加減速度由使用者依實際使用需要而定。SR設計時，加速度的設定:導程5以下以0.15G計算，其他導程均以0.3G計算。1G=9.8m/s2，則0.15G=1470mm/s2，0.3G=2940mm/s2。SR模組最大可搬質量須依加速度而定。
*注意:加減速度將使搬運的質量產生慣性負荷，加減速度愈大，可搬質量愈小;過大的加減速度會產生大的沖擊力， 應避免之。

4.工作周期
工作周期由客戶依實際需要決定。常用工作周期如下圖所示，包括加速時間Ta、等速時間Tc、減速時間Td、停留時間Tf。
加速度=V/Ta
減速度=V/Td
工作周期(sec) = Ta+ Tc+ Td+ Tf
工作時間=工作周期X次數
運轉率=工作時間/ (工作時間+停機時間)
運轉率須配合電機負荷而定，通常不宜長時間連續不停的工作，建議以0.5為準。


電機負載計算
1.確認負載機構的運動條件要求，包括加減速度，運動速度，機構的重量，機構的運動方式。
2.負載之慣量計算
  直線運動負載慣量計算式:


3.由負載慣量與電機慣量的比例原則，選出適當的電機規格。

4.將選定的電機慣量合并負載慣量，計算出加速轉矩及減速轉矩。


5.依據負載重量，安裝方式，磨擦系數，電機效率，計算出等速運動時的負荷轉矩。

6.選定電機的最大輸出轉矩，須大于加速轉矩和負荷轉矩相加的和;如果不符合條件，必須選用其他型號，再計算驗證至符合要求為止。
7.依據負荷轉矩、加速轉矩、減速轉矩及保持轉矩，求出連續實效轉矩。

8.選定電機的額定輸出轉矩必須大于連續實效轉矩;如果不符合條件，必須選用其他型號，再計算驗證至符合要求為止。


安裝
滾珠絲杠型式若確定用途為垂直方向(z軸)請注意，垂直安裝屬于特殊使用狀態，承載負荷請在表列最大可搬重量(直立)范圍內使用，除此之外，時規皮帶型式禁止垂直方向使用。
*注意:為防止負載滑落，垂直安裝時，采用電機宜含煞車。


壽命
于水平安裝、側掛安裝、傾斜安裝(角度小于30度)時，SR壽命以直線導軌的壽命為準;垂直安裝、傾斜安裝(角度大于30度)時，SR壽命則以絲杠或固定端軸承壽命(取其小者)為準。
表列額定動負載(Fy, Fz, Mx, My, Mz)是相對于模組行走10,000 Km的壽命，若負載小于表列可負載條件(Fy/Fyd +Fz/Fzd + Mx/Mxd + My/Myd + Mz/Mzd≤1)則壽命將可延長;反之，如果負載大于表定值，則壽命將少于10,000 Km。
為確保SR的長期使用，建議盡可能在表列負載范圍內使用。

保養
SR模組需要維修保養的部分包括滾珠絲杠、直線導軌及相關配件。每三個月或每行走100公里的距離后，必須對滾珠絲杠和直線導軌補充潤滑劑，并請檢查有無任何污垢或碎屑在系統內，如果油脂變得骯臟時，請更換油脂。如有任何保養方面的特殊問題,請與HIWIN聯絡。




單軸機器人

KK型

HIWIN KK單軸機器人主要是透過模組化之設計，將滾珠絲杠和直線導軌整合在一起，因此可提供具有高精度、快速安裝、選用、高剛性、體積小、節省空間等特性。.
借由高精度之滾珠絲杠做為傳動機構，以及配合最佳化設計之U型軌道做為導引機構，來確保精度與剛性之需求。


1.1 特性
設計及安裝容易
體積小重量輕
高精度
高剛性
配備齊全
最適化設計
軌道結構由有限元素分析，得到最好剛性
與重量，分析如圖所示:


1.1. 模組化
KK單軸機器人透過模組化之設計，整合滾珠絲杠和直線導軌，可節省以往傳統致動平臺需經過導引和驅動元件之選用、安裝校驗、體積大、占空間等缺點。因此KK單軸機器人可提供快速選用、安裝、體積精簡、高剛性等特性，可大幅減少客戶端的使用空間與時間。

1.1.2 四方向等負荷
軌道和滑塊之間的回流系統，其滾珠與珠槽接觸面采用2列式歌德牙型之設計，具有45度接觸角之特性，該設計可使得KK單軸機器人可承受四方向等負荷之能力。

1.1.3 高剛性
軌道構型采用U型斷面，并透過有限元素分析軟體的設計，在體積與剛性.上取得平衡點，使得軌道具有高剛.性、體積精簡、重量輕等特性。

1.1.4 規格多樣化
HIWIN針對各種不同的使用需求，開發出下列多種KK單軸機器人，提供客戶依使用需求、空間、負載來選用。


1.2 選購配件
為了因應各種的使用需求，KK單軸機器人可另外選購鋁護蓋、伸縮護套、電機連接法蘭、極限開關。
鋁護蓋、伸縮護套:可防止異物、雜質進入KK單軸機器人之內而影響其使用壽命、精度、順暢度
電機連接法蘭:可將各種不同電機鎖固于KK單軸機器人之.上
極限開關:提供滑塊定位、啟動原點以及防止滑塊超過行程之安全機制


壽命的計算
1壽命
當直線導軌承受負荷并作運動時，珠道表面與鋼珠因不斷地受到循環應力的作用，一但到達滾動疲勞的臨界值，接觸面就會開始產生疲勞破損，并在部份表面發生魚鱗狀薄片的剝落現象，此種現象叫做表面剝離。壽命的定義即為珠道表面及鋼珠因材料疲勞而產生表面剝離時為止的總運行距離。

2額定壽命
單軸機器人的壽命，具有很大的分散性，即使同一批制造的產品，在相同的運動狀態下使用，壽命也會所有不同。因此額定壽命即用來定義K模組在操作過程中壽命的基準。

3 KK模組之額定壽命計算
單軸機器人之壽命計算可分為兩部分進行，包括直線導軌與滾珠絲杠，并以計算過程中數值較小者為該模組之額定壽命。其計算式分別如下:


1.8 潤滑
KK單軸機器人若沒有適當的給予潤滑，滾動部分的摩擦就會增加，長期的使用下來會成為縮短壽命的主要原因。
潤滑劑便提供下列幾種作用:
●減少滾動部分的摩擦、防止燒傷并降低磨損。
●在滾動的面與面之間形成油膜，可延長滾動疲勞壽命。
●防止生銹。

1.8.1潤滑油脂
潤滑油脂雖然較不易流失，但為避免因潤滑損耗造成潤滑不足，建議客戶使用距離達100km時，應再補充潤滑油脂一次，此時可用注油槍借由滑塊上所附油嘴，將油脂打入滑塊中。潤滑油脂適用于速度不超過60m/min，且對冷卻作用無要求的場合。

壽命的計算
1壽命
當直線導軌承受負荷并作運動時，珠道表面與鋼珠因不斷地受到循環應力的作用，一但到達滾動疲勞的臨界值，接觸面就會開始產生疲勞破損，并在部份表面發生魚鱗狀薄片的剝落現象，此種現象叫做表面剝離。壽命的定義即為珠道表面及鋼珠因材料疲勞而產生表面剝離時為止的總運行距離。

2額定壽命
單軸機器人的壽命，具有很大的分散性，即使同一批制造的產品，在相同的運動狀態下使用，壽命也會所有不同。因此額定壽命即用來定義K模組在操作過程中壽命的基準。

3 KK模組之額定壽命計算
單軸機器人之壽命計算可分為兩部分進行，包括直線導軌與滾珠絲杠，并以計算過程中數值較小者為該模組之額定壽命。其計算式分別如下:


1.8 潤滑
KK單軸機器人若沒有適當的給予潤滑，滾動部分的摩擦就會增加，長期的使用下來會成為縮短壽命的主要原因。
潤滑劑便提供下列幾種作用:
●減少滾動部分的摩擦、防止燒傷并降低磨損。
●在滾動的面與面之間形成油膜，可延長滾動疲勞壽命。
●防止生銹。

1.8.1潤滑油脂
潤滑油脂雖然較不易流失，但為避免因潤滑損耗造成潤滑不足，建議客戶使用距離達100km時，應再補充潤滑油脂一次，此時可用注油槍借由滑塊上所附油嘴，將油脂打入滑塊中。潤滑油脂適用于速度不超過60m/min，且對冷卻作用無要求的場合。