取放任务中的极致速度与精度
Delta 机器人
Delta 机器人通常由三个或四个平行机械臂组成,并连接到共同的上部平台。这种结构能够在有限工作区域内执行超高速 pick & place 操作。因此,Delta 机器人在对节拍要求极短、主要处理小型轻质物品的行业中占据重要位置,例如食品、制药和电子行业。
为什么值得考虑 Delta 机器人?
出色的速度与动态性能:
凭借特殊的运动学结构和较小的运动臂质量,Delta 机器人每分钟可完成数十次甚至超过一百次循环,同时保持相对较高的运动重复性。
Pick & Place操作精度:
非常适合需要将小型部件从 A 点快速搬运到 B 点的任务,同时保持较高的定位精度。
紧凑结构:
上部平台和机械臂通常安装在工作区域上方,可节省车间地面空间,并方便与输送带或包装工位集成。
Delta 机器人(Delta Robots)
结构与工作原理
Delta机器人不仅因高速运行而受到关注,其独特结构还使其能够在工作空间内完成极快的动作。下面介绍其最重要的结构部件和工作原理。
机械结构
- 上部平台 大多数驱动部件,例如电机和传动机构,位于相对于地面固定的上部平台。因此移动机械臂的质量较低,可实现较高运动动态性能。
- 平行机械臂(3或4) 每条机械臂都连接上方平台和共同连接件,也就是下方平台,夹具位于其中。机械臂长度和倾斜角度决定机器人的最大工作区域。
- 下部平台,工作工具 下部平台通常配备夹具、真空吸盘或其他工具。其运动由各机械臂同步动作实现,机械臂通过改变自身位置,使平台在工作区域内纵向和横向移动。
移动方式
- 并联运动学 在Delta机器人中,所有机械臂并联协同工作,通过改变倾斜角度,将工作末端(下平台)移动到空间中的指定位置。
- 低运动质量 由于电机和减速机构位于上部,运动部件的质量相对较小。因此,机器人可以在保持精度的同时执行非常快速的运动。
- 工作范围 通常呈圆顶形,也就是半球形,或截锥形。机器人的覆盖范围取决于机械臂长度及其最大偏转角度。
- 控制与软件 Delta 机器人可与常见 PLC 系统协同工作,但也需要精确的软件控制并联机械臂运动。在 pick & place 任务中,还经常使用视觉系统识别并跟踪移动产品,例如输送带上的物品。
- 运动部件重量较低: 只需要移动轻量化机械臂和下部平台。
- 并联驱动系统: 双臂同时协作,执行同步动作。
- 适用于快速短距离运动的优化运动学结构: 非常适合大批量小型工件,例如食品行业。
主要优势
Delta 机器人的主要优势
Delta机器人看起来较为专业化,但其结构在高频、高重复流程中具有明显优势。
- 创纪录的短周期时间 凭借较低的运动质量和平行运动学结构,Delta机器人每分钟可以完成数十次,甚至数百次操作。这使它们在超高速包装或分拣生产线上具有突出的效率优势。
- 高定位精度 尽管速度很高,Delta机器人通常仍能保持十分之一毫米级甚至更好的精度,因此可以精确放置电子或化妆品行业中的小型部件。
- 体积小巧,可顶部安装 典型的Delta机器人直接安装在工作区域上方,不占用生产车间地面空间,可节省宝贵空间并便于工位布局。
- 轻松与视觉系统集成 高效率生产线常采用相机识别传送带上产品的位置和方向。Delta 机器人可与此类系统良好配合,实时修正自身运动。
- 降低振动与稳定结构 安装在固定上部平台上的电机,可降低运动过程中出现非受控振动的风险,从而提高运行平稳性并延长部件寿命。
工业应用
Delta 机器人
Delta 机器人在需要快速、重复搬运和摆放轻型部件的行业与流程中具有重要价值。虽然其主要优势是超高速 pick & place,但也适用于分拣、装配和质量检查等多种任务。
超高速 Pick & Place
包装与分拣生产线
Delta 机器人每分钟可以抓取和放置数百个小型产品(例如饼干、糖果、药用胶囊),精度几乎令人难以置信。
输送带摆放
借助视觉位置识别系统,Delta 机器人可以从无序摆放的产品中抓取物品,并按均匀间距放置,从而优化后续包装流程。
小型部件装配
电子与微装配
许多小型电子产品制造商使用 Delta 机器人高速摆放部件,例如电信或家电行业。
玩具和小物件装配
尺寸小、重量轻的部件,例如塑料件,非常适合 Delta 机器人进行高速操作。
食品与制药行业
食品包装
饼干、巧克力夹心糖、糖果 - 轻、小且易损。Delta 机器人可以快速将其放入包装,并减少与人手的接触。
泡罩、安瓿或胶囊处理
制药行业重视精度和速度。Delta 能够在满足卫生要求的同时保证适当节拍。
视觉检测与分拣
视觉系统
连接摄像头后,Delta机器人可以根据颜色、形状或缺陷对产品进行筛选。
分拣与分类
能够快速将部件分配到不同生产线,提高仓储和商品包装效率。
实验室与研究应用
样本搬运
凭借高速和高精度,Delta 机器人可自动化实验室中的样品运输流程,例如用于医疗行业的大规模分析。
原型装配
在小批量生产或原型制造中,尤其是小尺寸部件,Delta 机器人可以加快重复操作并减少人为错误。
Delta 机器人
Delta 机器人最常应用的行业
凭借独特特点 - 极快的运动速度、较低的运动部件质量以及顶部安装方式 - Delta 机器人已成为多个工业领域自动化不可缺少的一部分。以下是这些机器占据重要地位的主要行业:
几乎适用于所有主要目标是 快速、可重复地搬运轻型部件,Delta 机器人是一种理想解决方案。凭借紧凑设计、高速度以及与视觉系统的协作能力,它们能够显著加快生产线和包装线运行。
Delta 机器人
技术要求与集成
Delta 机器人虽然速度和效率突出,但必须合理适配生产流程并正确规划生产线。以下是部署前需要关注的关键方面。
工作参数
工作范围与作业区域
Delta 机器人通常在类似穹顶或截锥体的空间内运动。应根据部件尺寸和 pick & place 点之间的距离,匹配机械臂长度和工作角度。
负载与速度
典型结构可处理较轻载荷,通常为数公斤到十几公斤,但对于大多数pick & place应用已经足够。同时还需要在速度和运动稳定性之间保持平衡。
精度与重复性
许多流程(例如制药分拣)要求达到百分之一毫米级别的精度。因此应选择能够提供相应定位精度的型号。
与控制系统集成
控制器与接口
Delta 机器人支持常用协议(EtherCAT、Profinet、Modbus),便于连接 PLC 或上位计算机。
视觉系统
在动态 pick & place 生产线上,实时识别产品位置至关重要。因此 Delta 机器人经常与摄像头连接,以实时修正轨迹。
软件与校准
在高速运动下,定期校准和精确的电机参数非常重要。制造商提供的专业软件通常包含针对并联机械臂的专用运动学算法。
环境条件
卫生与认证
在食品和制药行业,可能需要适当的防腐涂层或食品接触许可认证 (FDA)。
温度与洁净度
较小的运动质量意味着更低的惯性,因此也更不容易过热。不过,在高湿度或高粉尘等严苛条件下仍需使用专用防护罩。
安全性
保护区域
在高速运行时,应适当设置围栏或标识工作区域,以消除人员与机器人碰撞的风险。
传感器与警告信号
对于节拍非常高的生产线,建议增加光学防护装置、信号灯或紧急停止按钮。
Delta 机器人(Delta Robots)
与其他机器人类型的比较
Delta 机器人是专为需要最大速度和三维运动精度的任务设计的独特设备。凭借轻量化结构和创新几何设计,非常适合分拣、包装或装配等应用。为了更好地理解其优势,值得将其与其他类型的工业机器人进行比较,从而为生产流程找到最合适的解决方案。
Delta 与笛卡尔机器人(XYZ)对比
运动学与运动范围
Delta机器人由三个(有时四个)连接到共同上部平台的机械臂组成,因此能够在有限区域内实现非常快速且精准的运动。笛卡尔机器人(XYZ)沿三个线性轴运行,运动方式简单且可预测,但动态性能明显较低。Delta机器人可实现极短的循环时间,不过通常工作范围相对较小。
应用
Delta 机器人擅长对轻型物体进行高速拾取放置操作,例如食品或制药行业。直角坐标机器人则凭借沿 X、Y、Z 轴运动的稳定性脱颖而出,适合更大的工作区域,例如 3D 打印、铣削或在大平面上装配部件。
何时选择?
如果您的优先目标是超高速搬运小型部件,并在每分钟完成大量循环,Delta 将是非常有价值的解决方案。但如果需要覆盖更大的工作区域并采用直线运动学,笛卡尔机器人可能更稳定、更通用。
Delta vs. SCARA
速度与动态性能
Delta 和 SCARA 都擅长高速装配和 pick & place 操作。Delta 尤其在处理非常轻的物体时可以达到略高的速度,而 SCARA 往往在水平面运动稳定性和刚性 Z 轴方面更具优势。
应用与结构
SCARA 在水平面上具有两个旋转关节,因此容易集成,适合装配或拧螺丝。Delta 的机械臂和平台结构更复杂,可实现较高速度,但维护和部件更换也可能更加复杂。
何时选择?
如果您的目标是实现尽可能高的 pick & place 操作速度,并且处理的是小型轻质部件,那么 Delta 更具优势。SCARA 更适合要求稍高的装配任务,尤其是在垂直轴精度以及零件压合时最小偏差非常重要的场景。
Delta 与关节机器人 (机械臂) 对比
运动自由度 vs. 超高速循环时间
关节型机器人(机械臂)通常提供4-6个旋转轴,可在不同角度下灵活工作并操作复杂形状的物体。Delta机器人则专注于在有限空间内实现尽可能高速的运动,非常适合小型产品的分拣和包装,但在3D空间中的运动自由度不及关节型机器人。
负载能力与应用
关节机器人可处理更重负载和多种流程,从焊接、喷涂到装配和机床上下料。Delta 机器人通常搬运较小物体,例如几百克或数千克,但速度可达到大多数其他运动学结构无法实现的水平。
何时选择?
如果您需要执行多平面任务、操作较大部件或从不同角度进行焊接,关节机器人是合适的选择。如果工作重点是在 A 点和 B 点之间高速搬运小型物体,那么 Delta 机器人能在小型工作范围内提供更短的循环时间和高精度。
Delta 与圆柱坐标机器人对比
运动学与运动范围
圆柱坐标机器人通常沿旋转轴(绕垂直轴)和垂直轴 (Z) 运动,有时还带有额外的水平伸缩。Delta 机器人基于三个(或四个)连接到共同平台的机械臂,因此在较小负载下可以实现非常高的速度和精度。圆柱坐标机器人本质上采用较简化的运动方式,即绕自身轴旋转以及上下运动,因此在动态性能和 pick & place 的通用性方面很难达到 Delta 机器人的水平。
应用
Delta 机器人擅长对轻型部件执行超高速操作 - 例如食品或医疗行业中的包装、分拣和小件摆放。圆柱坐标机器人则更适合速度较慢、可预测性更高的旋转和垂直任务(例如从滚筒中取件,再搬运至位于运动半径内的机器)。
何时选择?
如果首要目标是尽可能提高 pick & place 循环速度,Delta 更具优势。而当工位布局围绕垂直旋转轴分布,并且较慢、更简单的运动已经足够时,圆柱坐标机器人可能既能满足需求,也更经济。
Delta与协作机器人(Cobot)对比
安全协作理念与超高速循环
cobot(collaborative robots)专为在人类附近工作而设计,提供碰撞传感器和协作模式低速运行等安全功能。Delta 机器人则针对工作区域内的高速和高精度进行了优化,因此通常在独立安全区域中运行,尤其是在高速度下。
应用
协作机器人非常适合操作员与机器人互补的任务(例如交替装配作业),常见于较小企业或小批量生产。Delta机器人则主导大规模生产线,在无需人员进入近距离工作区域的情况下,每分钟可分拣或包装数百个小型产品。
何时选择?
当高效率和轻型零件的高速 pick & place 是关键需求时,可选择 Delta 机器人。如果需要能够与操作员共享空间、灵活切换任务的机器人,协作机器人通常更合适,但一般会牺牲一定速度。
Delta与Gantry(龙门式)对比
结构与工作范围
Gantry龙门系统是一种大型结构,可沿多个直线轴(X、Y,有时包括Z)在宽广工作区域上方运输大型重载,例如覆盖整个厂房。Delta机器人则专注于较小的工作区域,可对轻型部件执行极快的pick & place操作。
应用
Gantry 常用于重工业、高位仓库或大型部件搬运。Delta 机器人则专门用于在小范围内超高速搬运产品,例如食品工厂的输送线上。Gantry 无法达到这种速度,但可以搬运 Delta 无法处理的重载。
何时选择?
Gantry 适合需要大工作范围和高负载能力的流程。如果优先考虑极高速度和轻型物料,例如小件分拣,那么 Delta 机器人通常效率更高,日常使用也更简单。
Delta机器人以搬运轻型部件时极高的速度和精度著称,因此在高度自动化生产线上非常重要,包括食品、制药和电子行业。但如果需要搬运更重负载、与人员协作或覆盖较长距离,其他类型机器人,例如协作机器人、Gantry、关节机器人等,可能更合适。最佳方案始终取决于产品类型、流程要求和业务优先级。
常见问题
Delta 机器人常见问题
根据型号和部件重量,Delta机器人每分钟甚至可达到100-120个以上循环。对于更轻物体和较短移动距离,高速度是这种运动学结构的重要优势。
编程方式与其他工业机器人类似,但需要使用制造商提供的相应运动学算法。在 pick & place 生产线上,通常还会使用专用图形界面并与视觉系统集成。
标准型号通常可搬运 1 到 5 kg,也有可处理十几公斤负载的版本。不过,当负载超过一定水平后,会损失一部分超高速性能优势。
是的,这是非常典型的方案。Delta 机器人经常与摄像头 (2D 或 3D) 协作,扫描输送带上的物体位置或识别其朝向,从而实时修正运动。
如果装配需要快速、重复地放置小型部件,那么适合。但对于更复杂的任务,例如焊接、多轴加工,最好选择关节机器人或其他运动学类型。
Delta 最适合轻型工件,通常为数千克以内。对于重型或大型部件,其他机器人,例如关节机器人或 Gantry,可以提供更高负载能力和更大工作范围。
有专用于洁净室(cleanroom)的型号,主要用于制药和电子行业,例如半导体装配,并配有相应认证和防护,以保护产品和机械结构。
成本受多种因素影响,包括运动范围和速度、精度、与视觉系统的集成,以及食品行业使用的特殊涂层。基础型号价格可能较为亲民,但对于最先进的配置,例如配备 AI 和动态多目标跟踪功能,成本会增加。
由于采用“顶部安装”且运动结构较轻,重新部署通常比重型关节型机器人简单。不过,仍需要重新校准,并根据新应用调整运动路径。
部分型号提供所谓的“4th axis”(腕部旋转轴),可使夹具在水平面调整方向。这对于按特定姿态摆放产品或装配需要特定角度的部件非常有用。
为什么 NexaRob?
选择 Delta 机器人意味着投资高效率的自动化解决方案,但选择合适的部署合作伙伴同样重要。在 NexaRob,我们不仅提供先进技术,还提供机器人集成经验以及各阶段的全面支持。
- 丰富的行业经验 我们与食品、制药、电子等多个行业的企业合作,因此能够高效地根据生产线特点和行业要求调整 Delta 机器人。
- 个性化建议与咨询 在推荐具体型号之前,我们会详细分析流程,从产品类型和所需速度到环境条件,确保解决方案真正符合您的应用需求。
- 全面的项目服务 从设计和仿真,到与现有视觉系统集成,再到员工培训和维修服务 - NexaRob 提供完整支持。与我们合作,您可以更有把握地让 Delta 机器人快速转化为效率提升。
- 工业 4.0 技术 我们以未来扩展为导向设计系统,我们的 Delta 机器人可以方便地接入 IoT 生态系统,使用远程监控和分析数据,从而支持流程持续改进。
- 灵活的融资方式 购买机器人是一项重要投资,因此我们提供多种融资模式(租赁、出租、Robot-as-a-Service),帮助您分摊成本并充分发挥自动化潜力。
使用 NexaRob 实现企业自动化 - 联系我们!
全球覆盖
全球运营,本地支持
NexaRob 是一家业务覆盖国际市场的公司,在 100 多个国家开展业务。无论您经营本地生产工厂,还是属于全球企业集团的一部分,我们都提供:
- 多领域专业能力 我们分享在 100 多个国家部署项目中积累的知识和经验,并考虑不同法规、规范和行业标准。
- 快速服务响应 全球服务技术人员网络可及时完成机器人检查和维修,降低停机及生产延误风险。
- 适应本地需求 了解当地条件、习惯和正式要求,有助于 Delta 机器人的实施顺利而高效地进行。
与NexaRob合作不仅意味着现代化自动化,也意味着无论你在哪里开展业务,遇到任何技术挑战时都可以获得支持。
美国
中国
日本
德国
印度
英国
法国
意大利
加拿大
韩国
巴西
澳大利亚
西班牙
墨西哥
印度尼西亚
荷兰
沙特阿拉伯
土耳其
瑞士
台湾
波兰
瑞典
比利时
泰国
爱尔兰
奥地利
挪威
以色列
阿拉伯联合酋长国
阿根廷
南非
丹麦
菲律宾
新加坡
马来西亚
哥伦比亚
孟加拉国
埃及
智利
芬兰
越南
葡萄牙
捷克
罗马尼亚
新西兰
秘鲁
希腊
乌克兰
斯洛伐克
匈牙利
斯洛文尼亚
克罗地亚
塞尔维亚
保加利亚
爱沙尼亚
拉脱维亚
立陶宛
冰岛
卢森堡
马耳他
塞浦路斯
摩洛哥
阿尔及利亚
突尼斯
尼日利亚
肯尼亚
埃塞俄比亚
加纳
坦桑尼亚
乌干达
安哥拉
塞内加尔
卡塔尔
科威特
阿曼
巴基斯坦
斯里兰卡
尼泊尔
哈萨克斯坦
乌兹别克斯坦
蒙古
俄罗斯
柬埔寨
缅甸
老挝
斐济
巴布亚新几内亚
委内瑞拉
厄瓜多尔
乌拉圭
巴拉圭
玻利维亚
哥斯达黎加
巴拿马
多米尼加共和国
危地马拉
古巴
约旦
黎巴嫩
伊朗
欧洲其他国家
这些国家在清晰模式下被隐藏,以避免地图过于拥挤。点击国家可查看联系方式、电子邮件和合作区域说明。
亚洲其他国家
这些国家在清晰模式下被隐藏,以避免地图过于拥挤。点击国家可查看联系方式、电子邮件和合作区域说明。
美洲其他国家
这些国家在清晰模式下被隐藏,以避免地图过于拥挤。点击国家可查看联系方式、电子邮件和合作区域说明。
非洲其他国家
这些国家在清晰模式下被隐藏,以避免地图过于拥挤。点击国家可查看联系方式、电子邮件和合作区域说明。
大洋洲的其他国家
这些国家在清晰模式下被隐藏,以避免地图过于拥挤。点击国家可查看联系方式、电子邮件和合作区域说明。
阿尔巴尼亚
安道尔
白俄罗斯
波斯尼亚和黑塞哥维那
黑山
列支敦士登
北马其顿
摩纳哥
摩尔多瓦
圣马力诺
阿富汗
亚美尼亚
阿塞拜疆
巴林
不丹
文莱
格鲁吉亚
伊拉克
也门
吉尔吉斯斯坦
朝鲜
马尔代夫
叙利亚
塔吉克斯坦
东帝汶
土库曼斯坦
安提瓜和巴布达
巴哈马
巴巴多斯
伯利兹
多米尼克
格林纳达
圭亚那
海地
洪都拉斯
牙买加
尼加拉瓜
圣基茨和尼维斯
圣卢西亚
圣文森特和格林纳丁斯
萨尔瓦多
苏里南
特立尼达和多巴哥
贝宁
博茨瓦纳
布基纳法索
布隆迪
佛得角
乍得
刚果民主共和国
吉布提
厄立特里亚
斯威士兰
加蓬
冈比亚
几内亚
几内亚比绍
赤道几内亚
喀麦隆
腔体
刚果
莱索托
利比里亚
利比亚
马达加斯加
马拉维
马里
毛里塔尼亚
毛里求斯
莫桑比克
纳米比亚
尼日尔
中非共和国
卢旺达
塞舌尔
塞拉利昂
索马里
苏丹
南苏丹
多哥
科特迪瓦
圣多美和普林西比
赞比亚
津巴布韦
基里巴斯
密克罗尼西亚
瑙鲁
帕劳
萨摩亚
汤加
图瓦卢
瓦努阿图
马绍尔群岛
所罗门群岛
NexaRob
想成为我们的合作伙伴吗?
NexaRob相信,机器人行业的发展需要众多专业人士和企业共同参与,一起塑造自动化的未来。如果你拥有与Delta机器人或其他相关解决方案互补的创意、产品或服务,欢迎联系我们探讨潜在合作。
为什么值得与 NexaRob 合作?
共同开发与创新
我们与制造商、视觉系统集成商、AI企业以及工业4.0解决方案供应商合作,以开发高速pick & place领域的创新应用。
全面技术支持
我们组织技术培训、展会和活动中的联合演示,并提供推广材料和营销支持。我们的工程团队在 Delta 机器人集成方面提供专业知识和经验。
进入新市场
通过 NexaRob 全球网络,合作伙伴可以将解决方案引入不同地区和行业,与我们共享成功,并获得有价值的商业联系。
我们正在寻找什么样的合作伙伴?
- 开发用于超高速操作的专业夹具和工具的企业。
- 视觉系统和人工智能供应商,可实现对产品的精准识别。
- 诊断软件、报告系统和生产分析系统的集成商与制造商。
- 欢迎所有希望共同发展自动化和机器人领域的人!
加入 NexaRob 网络!
请联系我们讨论合作详情,共同打造 Delta 机器人在效率和精度方面树立新标准的未来。