多系列单轴机械手&直角坐标机器人结构手册【至工机电201206】
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◆绝对定位精度 在通过坐标值指定的任意定位点上进行定位时，坐标值与实际测量值的差值。
◆可搬运重量 驱动轴的滑块/ 拉杆能够移动的物品重量。 ◆零点 这是一个机械臂上的物理位置点，是驱动轴动作的基准点。驱动轴是以距零点多少个脉 冲计数的方式，记忆所有的移动位置。
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多系列单轴机械手 结构手册
多系列单轴机械手
结构手册
厦门至工机电有限公司 2012 年 6 月
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多系列单轴机械手 结构手册
目录
一、用语说明..........................................................................................3
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多系列单轴机械手 结构手册
四、产品详细技术数据：
（一）. SR48 导轨丝杠驱动型机械臂： 1. SR48 尺寸图表：
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多系列单轴机械手 结构手册
有效行程(mm)
L
D
100
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30
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多系列单轴机械手 结构手册
10. 垂直负载保护： 在垂直使用时，须充分考虑在电源中断情况下负载的突然滑落所造成的潜在危险，因此 选用电机时，须考虑掉电刹车保护装置。 在垂直使用时，需要考虑自重对驱动力矩的影响。 11. 维护保养： 需要保养的配件包括滚珠丝杠、线性导轨及其相关配件。每三个月或 100 公里的行走距 离后，请检查有无污垢或碎屑在系统内，并且对滚珠丝杠和线性导轨添加润滑剂也是必 须的。此外，如果润滑剂变得肮脏后，请及时更换润滑剂。
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3211 2199 1751 1483 1301 1166 1062 978 908 849 798 753
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多系列单轴机械手 结构手册
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多系列单轴机械手 结构手册
1）.滚珠丝杠型机械臂： 导程 5，额定加速度为 1470mm/s2 导程 10 和 20，额定加速度为 2940mm/ s2 2）.同步皮带型机械臂： 额定加速度为 2940mm/ s2； 3）.齿轮齿条型机械臂： 额定加速度为 2940mm/ s2。
5. 编码器的种类： 安装在驱动器上的编码器分增量型和绝对型两种。增量型在接通电源时必须进行零点复 位动作。绝对型无须原点复位动作。但是如果保持绝对型数据用的电池耗尽，则无法工 作，所以请注意电池寿命。
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N
S
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5
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1.69
13
9
1.79
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1.89
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序号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
导程 转速 S(rpm)
200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400
20 有效行程(mm)
3416 2370 1906 1630 1441 1302 1194 1107 1035 974 921 875
◆径向 在滑块移动轴上，左右方向上的角度变动。（Mb 方向）
◆刹车 主要用于垂直轴，用于在伺服关闭时防止滑块落下。切断电源则刹车变为 ON。 ◆向心负载 相对于水平滑块，在 90° 方向上从上向下的负载。 ◆导程
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多系列单轴机械手 结构手册
进给丝杆的导程，是指马达每旋转 1 周（也就是进给丝杆旋转 1 周时）所移动的距离。 驱动轴的速度与推力随着导程值的变化而变化。 ◆速度 当使用交流伺服马达时，额定转速为 3000rpm。 也就是 1 秒 50 转。此时，如果丝杆导程为 20mm，则速度为 50 转/s×20mm/ 转＝ 1000mm/s。 ◆推力 导程较大则推力较小，导程较小则推力增大。 ◆重复定位精度 向同一点反复进行定位时，停止位置的精度误差。
二、技术说明：
1. 可搬运重量： 可型号单轴机械手的可搬运重量列表如下：
系 列
驱动
底座 宽 (mm)
100 SR 滚珠丝杠
48
SB 同步皮带 100
GR 齿轮齿条 150
适用 电机 (kw)
400 100 400 2000
最大可搬运重量(kg)
导程(mm)
5 10 20 5 10 20
水平
垂直
75 45 36 50 25 12
6. 零点： 单轴机械手的零点是机械结构上一个确定的物理位置，标准型规格的零点被设计在电机 侧。 ◆增量型在接通电源时必须进行零点复位动作。 ◆在进行零点复位时，滑块会先移到机械终端位置然后再反转，请注意不要与周围发生 干扰。
7. 额定负荷： “额定负荷”是和运行寿命相关的重要因素之一。 额定负荷分为“额定静负荷”和“额定动负荷”。“额定静负荷”表示在停止状态下施加 负荷时，接触面上残留微小压痕的负荷；“ 额定动负荷”则是指施加负荷的状态下运行 一定距离后，导轨残存率（不损坏）保持恒定时的“ 额定动负荷”。
二、技术说明........................................................................................…5
三、产品总览….......................................................................................10
四、产品详细技术数据..........................................................................11 （一）. SR48 导轨丝杠驱动型机械臂..............................................................11 （二）. SR100 导轨丝杠驱动型机械臂............................................................15 （三）. SB48 同步带驱动型机械臂.................................................................19 （四）. SB100 同步带驱动型机械臂................................................................23
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多系列单轴机械手 结构手册
期使用，建议尽可能使 其在额定负载范围内使用，如超过允许值，则应使用辅助导轨 等。
8. 寿命： 与水平安装、侧挂安装、倾斜安装（角度小于 30 度）时，机械臂的寿命以滑轨的寿命 为准；垂直安装、倾斜安装（角度大于 30 度）时，机械臂的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）是相对于机械臂走 10,000km 的寿命，若负载小于 可负载条件（Fy/Fyd + Fz/Fzd + Mx/Mxd + My/Myd + Mx/Mzd ≤1, 则寿命可延长；反之， 如果负载大于额定值，则寿命将小于 10,000km。 因此，应保证工作负载在允许的负载范围以内，同时要保证工作单元有足够的润滑，超 出允许的负载范围或工作环境恶化将大幅缩减工作单元的寿命。 9. 负载伸出长度： 负载伸出长度是指规定的使用滑块型时从本体伸出（补偿）的长度。当将工件、托架等 安装在偏离驱动轴、滑块重心的位置时，为了能够让驱动轴流畅工作而设置的偏离目标 值。当在使用中超过各种值的允许值时，可能会导致振动、力矩过大或反映迟缓，因此， 请同时参照动态允许力矩。 负载允许伸出长度由滑块的长度决定。
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不适用
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50
型号
SR100 SR48 SB100 GR150
2. 最高转速： 表示滚珠丝杆的最高允许转速，由其临界转速决定。当丝杠转速超过临界转速后，可能 引发共振，临界转速和丝杆长度有关。因此，丝杠的临界转速也就决定了单轴机械手的 总长度和有效行程。 临界转速和有效行程的关系表：
动态允许力矩是指根据导轨的运行寿命计算出的、对滑块施加的最大补偿负荷。将导轨 受力方向分为 Mx（横摆）、My（纵倾）、Mz（横倾）3 个方向，然后对每一驱动轴设定 各方向的允许值。 额定动负载(Fx, Fy, Fz, Mx, My, Mz)是相对于机械臂走 10,000km 的寿命，为确保机械臂长
五、用户注意事项...................................................................................31
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一、用语说明：
◆润滑脂 为了让导杆及滚珠丝杆动作流畅而涂抹在接触面上的高粘度油脂。 ◆SCARA SCARA 是 Selective Compliance Assembly Robot Arm 的缩写，是只在特定方向（水平方 向）上具有顺应性（追踪性），在垂直方向上具有高刚性特征的机械手。 ◆步进马达 通过开环控制，与输入脉冲信号成比例进行角度定位的马达。 ◆轴向负载 施加在轴方向上的负载。 ◆滚珠丝杆的种类 研磨丝杆：由于是研磨加工丝杆，所以精度高，但是昂贵 滚轧丝杆：由于是滚轧加工丝杆，所以能够大量生产 ◆轴向 在滑块移动轴上，前后方向上的角度变动。（Ma 方向）
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250
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2）.同步皮带型的机械臂仅适用于水平安装，最高线速度为 1800mm/s。
3）.齿轮齿条型的机械臂与齿轮的齿数和模数成正比，最高线速度可达 5000mm/s。
4. 加速度： 加速度使负载产生惯性负荷，故加速度越大，负载负荷则随之降低。 注意：当以额定加速度更大的加速（减速）度进行动作时，可能会导致速度急剧缩短或 发生故障。
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3. 最大线速度： 1）.滚珠丝杠型机械臂的最高转速乘以导程计算而得，如下表：
导程
5
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序号
转速 S(rpm) 最大线速度 V(mm/s)
1
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多系列单轴机械手 结构手册
三、产品总览：
1. SR48 系列机械臂： 结构：滚珠丝杠驱动，底座宽度 48mm，丝杠外径 10mm，轴向直接式电机安装。 特点：小型轻载设计，中低速运行，半封闭防尘，重复定位精度 C 级±0.02mm。 2. SR100 系列机械臂： 结构：滚珠丝杠驱动，底座宽度 100mm，丝杠外径 20mm，轴向直接式电机安装。 特点：中型负载设计，中低速运行，半封闭防尘，重复定位精度 C 级±0.02mm。 3. SB48 系列机械臂： 结构：同步皮带驱动，底座宽度 48mm，轴向直接式电机安装。 特点：小型轻载设计，中高速运行，半封闭防尘，重复定位精度 C 级±0.1mm。 4. SB100 系列机械臂： 结构：同步皮带驱动，底座宽度 100mm，径向垂直电机安装。 特点：中型负载设计，中高速运行，半封闭防尘，重复定位精度 C 级±0.1mm。 5. GR100/GR70 系列机械臂： 结构：齿轮齿条驱动，X（或 Y）轴底座宽度 150mm，Z 轴底座宽度 70mm，轴向直接 式电机安装。 特点：中型重载设计，中高速运行，半封闭防尘，重复定位精度。
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◆可搬运重量 驱动轴的滑块/ 拉杆能够移动的物品重量。 ◆零点 这是一个机械臂上的物理位置点，是驱动轴动作的基准点。驱动轴是以距零点多少个脉 冲计数的方式，记忆所有的移动位置。
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多系列单轴机械手
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厦门至工机电有限公司 2012 年 6 月
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多系列单轴机械手 结构手册
目录
一、用语说明..........................................................................................3
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多系列单轴机械手 结构手册
四、产品详细技术数据：
（一）. SR48 导轨丝杠驱动型机械臂： 1. SR48 尺寸图表：
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多系列单轴机械手 结构手册
有效行程(mm)
L
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10. 垂直负载保护： 在垂直使用时，须充分考虑在电源中断情况下负载的突然滑落所造成的潜在危险，因此 选用电机时，须考虑掉电刹车保护装置。 在垂直使用时，需要考虑自重对驱动力矩的影响。 11. 维护保养： 需要保养的配件包括滚珠丝杠、线性导轨及其相关配件。每三个月或 100 公里的行走距 离后，请检查有无污垢或碎屑在系统内，并且对滚珠丝杠和线性导轨添加润滑剂也是必 须的。此外，如果润滑剂变得肮脏后，请及时更换润滑剂。
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多系列单轴机械手 结构手册
1）.滚珠丝杠型机械臂： 导程 5，额定加速度为 1470mm/s2 导程 10 和 20，额定加速度为 2940mm/ s2 2）.同步皮带型机械臂： 额定加速度为 2940mm/ s2； 3）.齿轮齿条型机械臂： 额定加速度为 2940mm/ s2。
5. 编码器的种类： 安装在驱动器上的编码器分增量型和绝对型两种。增量型在接通电源时必须进行零点复 位动作。绝对型无须原点复位动作。但是如果保持绝对型数据用的电池耗尽，则无法工 作，所以请注意电池寿命。
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序号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
导程 转速 S(rpm)
200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400
20 有效行程(mm)
3416 2370 1906 1630 1441 1302 1194 1107 1035 974 921 875
◆径向 在滑块移动轴上，左右方向上的角度变动。（Mb 方向）
◆刹车 主要用于垂直轴，用于在伺服关闭时防止滑块落下。切断电源则刹车变为 ON。 ◆向心负载 相对于水平滑块，在 90° 方向上从上向下的负载。 ◆导程
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进给丝杆的导程，是指马达每旋转 1 周（也就是进给丝杆旋转 1 周时）所移动的距离。 驱动轴的速度与推力随着导程值的变化而变化。 ◆速度 当使用交流伺服马达时，额定转速为 3000rpm。 也就是 1 秒 50 转。此时，如果丝杆导程为 20mm，则速度为 50 转/s×20mm/ 转＝ 1000mm/s。 ◆推力 导程较大则推力较小，导程较小则推力增大。 ◆重复定位精度 向同一点反复进行定位时，停止位置的精度误差。
二、技术说明：
1. 可搬运重量： 可型号单轴机械手的可搬运重量列表如下：
系 列
驱动
底座 宽 (mm)
100 SR 滚珠丝杠
48
SB 同步皮带 100
GR 齿轮齿条 150
适用 电机 (kw)
400 100 400 2000
最大可搬运重量(kg)
导程(mm)
5 10 20 5 10 20
水平
垂直
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6. 零点： 单轴机械手的零点是机械结构上一个确定的物理位置，标准型规格的零点被设计在电机 侧。 ◆增量型在接通电源时必须进行零点复位动作。 ◆在进行零点复位时，滑块会先移到机械终端位置然后再反转，请注意不要与周围发生 干扰。
7. 额定负荷： “额定负荷”是和运行寿命相关的重要因素之一。 额定负荷分为“额定静负荷”和“额定动负荷”。“额定静负荷”表示在停止状态下施加 负荷时，接触面上残留微小压痕的负荷；“ 额定动负荷”则是指施加负荷的状态下运行 一定距离后，导轨残存率（不损坏）保持恒定时的“ 额定动负荷”。
二、技术说明........................................................................................…5
三、产品总览….......................................................................................10
四、产品详细技术数据..........................................................................11 （一）. SR48 导轨丝杠驱动型机械臂..............................................................11 （二）. SR100 导轨丝杠驱动型机械臂............................................................15 （三）. SB48 同步带驱动型机械臂.................................................................19 （四）. SB100 同步带驱动型机械臂................................................................23
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期使用，建议尽可能使 其在额定负载范围内使用，如超过允许值，则应使用辅助导轨 等。
8. 寿命： 与水平安装、侧挂安装、倾斜安装（角度小于 30 度）时，机械臂的寿命以滑轨的寿命 为准；垂直安装、倾斜安装（角度大于 30 度）时，机械臂的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）是相对于机械臂走 10,000km 的寿命，若负载小于 可负载条件（Fy/Fyd + Fz/Fzd + Mx/Mxd + My/Myd + Mx/Mzd ≤1, 则寿命可延长；反之， 如果负载大于额定值，则寿命将小于 10,000km。 因此，应保证工作负载在允许的负载范围以内，同时要保证工作单元有足够的润滑，超 出允许的负载范围或工作环境恶化将大幅缩减工作单元的寿命。 9. 负载伸出长度： 负载伸出长度是指规定的使用滑块型时从本体伸出（补偿）的长度。当将工件、托架等 安装在偏离驱动轴、滑块重心的位置时，为了能够让驱动轴流畅工作而设置的偏离目标 值。当在使用中超过各种值的允许值时，可能会导致振动、力矩过大或反映迟缓，因此， 请同时参照动态允许力矩。 负载允许伸出长度由滑块的长度决定。
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不适用
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型号
SR100 SR48 SB100 GR150
2. 最高转速： 表示滚珠丝杆的最高允许转速，由其临界转速决定。当丝杠转速超过临界转速后，可能 引发共振，临界转速和丝杆长度有关。因此，丝杠的临界转速也就决定了单轴机械手的 总长度和有效行程。 临界转速和有效行程的关系表：
动态允许力矩是指根据导轨的运行寿命计算出的、对滑块施加的最大补偿负荷。将导轨 受力方向分为 Mx（横摆）、My（纵倾）、Mz（横倾）3 个方向，然后对每一驱动轴设定 各方向的允许值。 额定动负载(Fx, Fy, Fz, Mx, My, Mz)是相对于机械臂走 10,000km 的寿命，为确保机械臂长
五、用户注意事项...................................................................................31
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一、用语说明：
◆润滑脂 为了让导杆及滚珠丝杆动作流畅而涂抹在接触面上的高粘度油脂。 ◆SCARA SCARA 是 Selective Compliance Assembly Robot Arm 的缩写，是只在特定方向（水平方 向）上具有顺应性（追踪性），在垂直方向上具有高刚性特征的机械手。 ◆步进马达 通过开环控制，与输入脉冲信号成比例进行角度定位的马达。 ◆轴向负载 施加在轴方向上的负载。 ◆滚珠丝杆的种类 研磨丝杆：由于是研磨加工丝杆，所以精度高，但是昂贵 滚轧丝杆：由于是滚轧加工丝杆，所以能够大量生产 ◆轴向 在滑块移动轴上，前后方向上的角度变动。（Ma 方向）
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2）.同步皮带型的机械臂仅适用于水平安装，最高线速度为 1800mm/s。
3）.齿轮齿条型的机械臂与齿轮的齿数和模数成正比，最高线速度可达 5000mm/s。
4. 加速度： 加速度使负载产生惯性负荷，故加速度越大，负载负荷则随之降低。 注意：当以额定加速度更大的加速（减速）度进行动作时，可能会导致速度急剧缩短或 发生故障。
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3. 最大线速度： 1）.滚珠丝杠型机械臂的最高转速乘以导程计算而得，如下表：
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转速 S(rpm) 最大线速度 V(mm/s)
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多系列单轴机械手 结构手册
三、产品总览：
1. SR48 系列机械臂： 结构：滚珠丝杠驱动，底座宽度 48mm，丝杠外径 10mm，轴向直接式电机安装。 特点：小型轻载设计，中低速运行，半封闭防尘，重复定位精度 C 级±0.02mm。 2. SR100 系列机械臂： 结构：滚珠丝杠驱动，底座宽度 100mm，丝杠外径 20mm，轴向直接式电机安装。 特点：中型负载设计，中低速运行，半封闭防尘，重复定位精度 C 级±0.02mm。 3. SB48 系列机械臂： 结构：同步皮带驱动，底座宽度 48mm，轴向直接式电机安装。 特点：小型轻载设计，中高速运行，半封闭防尘，重复定位精度 C 级±0.1mm。 4. SB100 系列机械臂： 结构：同步皮带驱动，底座宽度 100mm，径向垂直电机安装。 特点：中型负载设计，中高速运行，半封闭防尘，重复定位精度 C 级±0.1mm。 5. GR100/GR70 系列机械臂： 结构：齿轮齿条驱动，X（或 Y）轴底座宽度 150mm，Z 轴底座宽度 70mm，轴向直接 式电机安装。 特点：中型重载设计，中高速运行，半封闭防尘，重复定位精度。
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