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機(jī)械社區(qū)
標(biāo)題: 國產(chǎn)DELTA叫好不叫賣，這到底腫么了 [打印本頁]
作者: ww112358134711 時(shí)間: 2018-3-21 21:32
標(biāo)題: 國產(chǎn)DELTA叫好不叫賣，這到底腫么了
[attach]448720[/attach] [attach]448718[/attach] DELTA是并聯(lián)結(jié)構(gòu)中極少數(shù)被商業(yè)化的構(gòu)型之一。之前講過，自從DELTA的專利過期后，不管國內(nèi)還是國外，做DELTA的公司就越來越多，每次去展會都能看到兩三家新的出來，而且設(shè)計(jì)的起點(diǎn)也越來越高。然而，不幸的是，根據(jù)市場調(diào)查，DELTA的在中國的出貨量雖然一直在增長，卻一直沒有爆發(fā)，在出貨量上，一直是國外那幾個(gè)大佬總掉了絕大部分，國產(chǎn)DELTA的占比實(shí)在少得可憐。
那么，到底是什么問題導(dǎo)致DELTA的推廣進(jìn)程比較慢，特別是國產(chǎn)DELTA為什么不像SCARA那樣發(fā)展迅速呢？DELTA難在哪里？看我一一道來。
1、應(yīng)用場景
DELTA的性能特點(diǎn)就是一個(gè)字——快。而且這個(gè)快跟SCARA還不一樣。SCARA是串聯(lián)機(jī)器人，在短距離的運(yùn)動(dòng)中，SCARA可以達(dá)到甚至超過DELTA的速度，但是當(dāng)運(yùn)動(dòng)距離變長時(shí)，DELTA的優(yōu)勢就顯示出來了。因?yàn)镈ELTA不存在像SCARA的左右換手問題，可以在整個(gè)運(yùn)動(dòng)空間里高速運(yùn)動(dòng)，這就是DELTA的優(yōu)勢所在。
為了達(dá)到快的目的，DELTA的運(yùn)動(dòng)部件都是輕量化設(shè)計(jì)，而且負(fù)載一般也比較小，超過3KG對DELTA來說就算是大負(fù)載的類型了。
在重復(fù)定位精度方面，DELTA是比較弱一點(diǎn)，一般是在正負(fù)0.1mm左右。當(dāng)然，像前面文章里講到的那一家把小型DELTA重復(fù)定位精度做到u級的令人發(fā)指的廠家除外。
小負(fù)載，低精度的特點(diǎn)決定了DELTA的特別合適于包裝行業(yè)的分揀，可能是五金分揀、食品、包裝等等。這類應(yīng)用的特點(diǎn)是快，而精度要求不高。然而，不幸的是，這些個(gè)行業(yè)目前還都是勞動(dòng)密集型行業(yè)，小作坊特別多，非標(biāo)設(shè)備在這些行業(yè)非常成熟，所以當(dāng)前對機(jī)器人自動(dòng)化的需求沒有那么迫切，推廣較慢。
2、成本問題
這也是比較尷尬的問題。DELTA雖然功能強(qiáng)大，但是在成本上偏高一些，所以在DELTA跟SCARA都可以使用的情況下，DELTA經(jīng)常就被SCARA打敗了。而DELTA因?yàn)榇_實(shí)比較特殊，想到達(dá)到較高的性能，在成本上跟SCARA確實(shí)沒得拼，這個(gè)我們在后面的技術(shù)問題將會詳細(xì)講。
總之，經(jīng)常出現(xiàn)的情況是，客戶對DELTA的性能很滿意，但得知DELTA的價(jià)格卻只是望錢興嘆。
3、技術(shù)瓶頸
這個(gè)也是我們今天要講的重點(diǎn)。雖然DELTA的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)一目了然，似乎很簡單，但是在很多細(xì)節(jié)方面，還是有很多技術(shù)難點(diǎn)，國產(chǎn)DELTA在這些方面有的已經(jīng)有所突破，有的還在努力當(dāng)中。
我們先簡要講講應(yīng)用方面。
DELTA的應(yīng)用當(dāng)中最常用的兩個(gè)功能是視覺跟傳送帶，最典型的應(yīng)用是視覺定點(diǎn)取定以及傳送帶跟蹤取放。沒有了視覺的DELTA應(yīng)用總覺得有點(diǎn)缺陷似的。
然而視覺與跟蹤正是國內(nèi)的軟肋，一個(gè)是頂級的視覺公司很少，一個(gè)是傳送帶跟蹤的穩(wěn)定性和精度參差不齊。這里很大的區(qū)別不在硬件，而在算法，即軟實(shí)力，因此，在這兩項(xiàng)上沒有突破，DELTA的應(yīng)用就很難推廣。
簡單講了軟實(shí)力，下面的篇幅，我們就留給今天的重點(diǎn)干貨，DELTA本體之難在何處？？
[attach]448717[/attach] DELTA基本構(gòu)造
上圖是我找到的公開的比較詳細(xì)指示DELTA各部位的圖，來自QKM官網(wǎng)用戶手冊，還有維護(hù)手冊，接下來我們的講解插圖都主要來自于這兩本手冊。有的部件各家叫法不一，有的部件并不是各家都有，在本文里，我們就統(tǒng)一以上面的來說。
總的來說，DELTA本體基本上由基座、主動(dòng)臂、從動(dòng)臂、旋轉(zhuǎn)軸、動(dòng)平臺這幾個(gè)部分組成。其中主動(dòng)臂和從動(dòng)臂各有3套，形成3條運(yùn)動(dòng)鏈，加上動(dòng)平臺，實(shí)施空間內(nèi)的XYZ平移，而旋轉(zhuǎn)軸則實(shí)現(xiàn)繞Z軸的旋轉(zhuǎn)。
[attach]448716[/attach] 基座
一般來說，成熟的廠家的DELTA基座都是一體式鑄造而成，一體鑄造可以使基座更穩(wěn)定，更美觀，但是機(jī)加成本較高，特別是3個(gè)運(yùn)動(dòng)鏈需要呈120度均勻分布，加工可能需要上4軸半機(jī)床或者五軸機(jī)床。
而為了降低成本，或者在研發(fā)早期設(shè)計(jì)還不穩(wěn)定的時(shí)候，廠家會采用機(jī)加拼接或者分體鑄造的方式來組合成基座。優(yōu)勢自然非常明顯，在成本上要便宜得多，然而要克服的問題也很多，比如如果要做到IP65，那連接處的防護(hù)就在做得很好；比如在做到120度均分，就需要有精度非常高的工裝來保證；再比如DELTA高速運(yùn)動(dòng)時(shí)，振動(dòng)會很大，如何保證連接的螺釘長期不會松動(dòng)甚至斷裂，基座的螺釘松了或者斷了，那可不是鬧著玩的。
12年左右國內(nèi)DELTA剛剛起步的時(shí)候，大部分國產(chǎn)廠家都采用機(jī)加或者分體鑄造，QKM也是其中之一，我至今仍然保留著當(dāng)初第一、二代樣機(jī)的照片，剛做出來時(shí)覺得很漂亮，現(xiàn)在反回去看實(shí)在慘不忍睹��！
[attach]448718[/attach] 減速機(jī)
以四軸DELTA來說，DELTA一共有4個(gè)減速機(jī)，三個(gè)主動(dòng)臂的減速機(jī)和一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸的減速機(jī)。因?yàn)闇p速比小，所以絕大部分廠家都會使用行星減速機(jī)，極少部分會使用諧波或者RV減速機(jī)。
然而，以行星減速機(jī)來說，雖然行星減速機(jī)的應(yīng)用非常廣泛，廠家也非常非常多，但是真正能使用在DELTA上卻是屈指可數(shù)。為了保證DELTA的精度，行星減速機(jī)需要采用背隙1弧分以下的。就這一點(diǎn)就足以把國內(nèi)90%以上廠家；然后再看標(biāo)稱1弧分的是加工出來的還是挑出來的，因?yàn)橛行⿵S家是通過從一批齒輪中挑出精度更高的配合裝成1弧分的減速機(jī)，這又得放棄一批；然后我們再來看穩(wěn)定性，剩下的就沒幾家了。
目前我所知道的在1弧分以下行星減速機(jī)做得最好的就是德國的ALPHA了。很典型的德國品質(zhì)，精度杠杠的，當(dāng)然，這價(jià)格也是杠杠的，所以國產(chǎn)品牌中估計(jì)很少能用上這種奢侈品。
除了德系，國內(nèi)大部分會選用的就是日系跟臺系了。比較出名的也就那么幾家可選。這里就不一一列舉了。
L3 m& k" t9 E2 D5 u* f& {
[attach]448715[/attach] 主動(dòng)臂
看似非常簡單的部件，主要就分兩種工藝，一種就是全身采用鋁合金制作，另一種就如上圖那樣采用鋁合金和碳纖維組合而成。
從圖上看，主動(dòng)臂的覺得確實(shí)是太簡單的，就兩個(gè)鋁塊中間夾個(gè)碳纖維管再加兩個(gè)球頭，沒了。這個(gè)時(shí)候就得看細(xì)節(jié)了。比如碳纖維的粘接就有一定技巧，采用什么樣的膠水，什么樣的工藝，什么樣的碳纖維才不會容易斷、開膠、膠不滿、膠溢出等等問題都有講究。另外如果保證球頭中心到主動(dòng)臂中心的距離、如果保證兩個(gè)球頭中心的距離、如何做主動(dòng)臂的標(biāo)定~~~這些是客戶看不到的，但是廠家會關(guān)注的真真切切影響DELTA性能的地方。
[attach]448714[/attach][attach]448713[/attach] 從動(dòng)臂
講這個(gè)就有意思了。從動(dòng)臂從結(jié)構(gòu)上來說也是非常簡單，但是這里面卻有很多廠家想要破解的小秘密。這里面就有不少有意思的小故事。
故事1：2013年11月，QKM的DELTA第一次在工博會亮相。有意思的事，有不少人過來問我們代理的是國外哪個(gè)品牌的機(jī)器人。因?yàn)槟菚r(shí)候，國內(nèi)把DELTA做得像一個(gè)產(chǎn)品的廠家確實(shí)很少。
故事2：同樣在2013年工博會，很多同行會相互到各家展臺參觀。我們分辨友商與客戶的一個(gè)有意思的辦法是，如果是友商，很多會問，你們怎么解決球頭磨損問題？你們怎么解決彈簧斷的問題？一開始我們也一臉懵逼，后來才知道原來這就是DELTA的共性問題，每一個(gè)廠家都要面對這些坑。
在球關(guān)節(jié)與彈簧上面，我們當(dāng)然也遇到了磨損跟彈簧斷裂的問題，這在研發(fā)初期就發(fā)現(xiàn)了，而且這個(gè)問題最頭疼的地方就是短期內(nèi)是看不出來的，就不知道什么時(shí)候突然就出問題了。所以，我們采用了最笨的方法——測試。老老實(shí)實(shí)按照實(shí)際應(yīng)用設(shè)計(jì)了幾個(gè)測試平臺，根據(jù)可能的方案制作不同的材料跟設(shè)計(jì)，然后就是一直測一直測，一測就是半年。沒有什么特殊方法，沒有什么高深的理論，就是老老實(shí)實(shí)花了半年多做各種各樣的測試，直到最終磨損控制得很小，彈簧不再斷，完事兒。所以到目前為止，雖然關(guān)節(jié)跟彈簧我們都定義為易損件，但到現(xiàn)在還沒有出貨的DELTA需要換球關(guān)節(jié)的，磨損非常慢，而彈簧，由于異常碰撞導(dǎo)致的損壞發(fā)現(xiàn)過，但正常使用把彈簧拉斷的也一直沒有發(fā)現(xiàn)過。
所以，前面把時(shí)間都花足了，再把產(chǎn)品推出去，后面的時(shí)間反而會省很多。
. v0 f- Q+ E) \ [attach]448712[/attach] 旋轉(zhuǎn)軸
旋轉(zhuǎn)軸就由一套花鍵軸和兩個(gè)萬向節(jié)組成�；ㄦI軸是標(biāo)準(zhǔn)品，這個(gè)沒什么可講的，能做這個(gè)的廠家也就那幾家，我們都測過，按價(jià)格論品質(zhì)就是了。
萬向節(jié)雖然市場也有很多標(biāo)準(zhǔn)品，但是我們測過不少品牌都掛了，要不就是壽命短，要不就是角度不夠大，后來被逼得實(shí)在沒辦法了，只能自己做。萬向節(jié)是一個(gè)利潤很薄的東西，所以在量不是很大的情況下，自己做萬向節(jié)是不劃算的，無奈標(biāo)準(zhǔn)品一次又一次地讓我們失望，太不耐折騰了，只能硬著頭皮自己做了。前前后后也是做了好多次改版才最終定下設(shè)計(jì)并測試通過。不過略遺憾的是，萬向節(jié)暫時(shí)還沒有做到快裝快拆。要做到拆裝快又滿足精度跟壽命，確實(shí)很困難，當(dāng)年測了幾個(gè)方案都失敗了，考慮到拆裝的頻率極低，最終還是放棄了。
旋轉(zhuǎn)軸其實(shí)除了使用花鍵軸，還有其他幾種不同的形式，在之前有文章里有提過，有些方案我們也測過，最終選用花鍵軸是最理想的，而且別看采用了標(biāo)準(zhǔn)花鍵軸，這里面還有一項(xiàng)非常重要的發(fā)明專利，解決旋轉(zhuǎn)軸的一個(gè)大問題。只是出于知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)，這里就不方便細(xì)說了。
[attach]448719[/attach][attach]448711[/attach] 動(dòng)平臺
動(dòng)平臺的設(shè)計(jì)要講的不多，最主要的就是兩點(diǎn)，一個(gè)是壽命，一個(gè)是IP防護(hù)，特別是如果用到食品行業(yè)的話。
動(dòng)平臺有一個(gè)比較有意思的設(shè)計(jì)就是ABB的動(dòng)平臺，采用了氣室的設(shè)計(jì)，即在負(fù)載旋轉(zhuǎn)的時(shí)候，氣管是不需要跟著負(fù)載旋轉(zhuǎn)的，這樣的話氣管就整潔多了，也不怕纏繞導(dǎo)致動(dòng)平臺脫落等問題。
另一個(gè)特殊設(shè)計(jì)就是ADEPTA的動(dòng)平臺，因?yàn)槭撬臈l鏈，所以沒有旋轉(zhuǎn)軸，而第四軸的旋轉(zhuǎn)是靠動(dòng)平臺上的特殊設(shè)計(jì)來控制角度，有專利，所以市場上除了他們家也沒見什么人在賣。據(jù)說有繞過ADEPT專利設(shè)計(jì)的，可惜一直沒有機(jī)會親眼看看結(jié)構(gòu)。
本來
" I) ~$ Q6 f: n/ l6 f' Y 文章到這里就應(yīng)該結(jié)束。但是今天收到一位朋友留言問我對DELTA的前景有什么看法，因?yàn)楝F(xiàn)在DELTA都是叫好不叫賣，遠(yuǎn)比不上SCARA。所以在這里再講講我的看法。
首先DELTA要跟SCARA比應(yīng)用是很難的，因?yàn)镾CARA的應(yīng)用要比DELTA要廣得多，特別是3C行業(yè)爆發(fā)的情況下，桌面型的SCARA就非常適應(yīng)這個(gè)行業(yè)的自動(dòng)化，自然也跟著爆發(fā)。而DELTA所擅長的分揀類的領(lǐng)域如食品、五金這些行業(yè)還是主要是人工為主，大部分老板還在觀望，還沒有大規(guī)模上自動(dòng)化。
其次，DELTA的負(fù)載比較小，型號比較單一，不像SCARA有各種各樣的臂長跟負(fù)載，負(fù)載太大，對DELTA的設(shè)計(jì)難度會大大提升，這也對DELTA的應(yīng)用有所限制。
另外，價(jià)格是硬傷，目前性能比較好的DELTA成本要比SCARA要高很多，沒辦法，有很多硬成本在那里。這也是為什么很多老板對DELTA是“只敢遠(yuǎn)觀而不敢褻玩”的原因之一。
但是，我個(gè)人是相信DELTA很快會迎來春天的，因?yàn)榭傮w來說DELTA的銷量是在增長的，說明需求是在增長的，等市場風(fēng)向一變，DELTA也能被吹到風(fēng)口，所以目前DELTA還沒有爆發(fā)，沒關(guān)系，利用這個(gè)時(shí)間把產(chǎn)品完善好了，積累一些應(yīng)用工藝，束緊腰帶等風(fēng)來~~~
[attach]448710[/attach]( G+ n+ ^! G1 X2 k) e- B$ @
作者: zhwbbxk29 時(shí)間: 2018-3-21 22:11
頂一下！我們也在開發(fā)并聯(lián)。
作者: 陳小困 時(shí)間: 2018-3-22 08:45
為啥這么自然地叫delta，是國產(chǎn)？ 不從政治方面看，但從技術(shù)制造看。
作者: superopener 時(shí)間: 2018-3-22 08:59
0 t/ n$ R% d) o) H$ ~+ o. A, o, W加油啊！
3 E/ g. [7 Z! C9 W/ f7 `7 D, \
作者: zrq0111 時(shí)間: 2018-3-22 09:10
挺好
作者: xiaobing86203 時(shí)間: 2018-3-22 09:35
價(jià)格不菲，應(yīng)用不廣
作者: leonerd_li 時(shí)間: 2018-3-22 10:00
工作了兩年半，一直想從事這個(gè)領(lǐng)域的工作，請問有什么好的建議嗎？
7 M4 \9 O4 i4 [5 @7 O! z
作者: ww112358134711 時(shí)間: 2018-3-22 11:54
, V" |: ~+ Q) s) a5 {不理解你的意思。這種構(gòu)形的是從國外傳過來的，就是叫DELTA，跟政治什么的沒有半毛錢關(guān)系。
作者: ww112358134711 時(shí)間: 2018-3-22 11:54
7 u: b: E! E6 F0 B# K你是哪里的呢？之前做什么工作？
作者: leonerd_li 時(shí)間: 2018-4-26 15:45
5 x/ s- X% S3 C
在佛山順德，之前做過兩年非標(biāo)，一年AGV結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，這兩天剛換到機(jī)器人行業(yè)，做集成解決方案。& @% C3 k/ t! K
作者: ww112358134711 時(shí)間: 2018-4-26 23:04
6 {7 Z/ Y' ?; E% w7 b
那算比較自然啦，機(jī)器人集成細(xì)化領(lǐng)域挺多，找一個(gè)比較好的做兩年做精，比如3C、或者焊接。焊接比較成熟了，3C是比較好的機(jī)會。6 t0 p; F) r: L% _& [
作者: leonerd_li 時(shí)間: 2018-4-27 10:46
, D1 v* y% c# U9 f: B
謝謝指教，現(xiàn)在在做拋光領(lǐng)域，希望以后能做到3C領(lǐng)域的，之前聽同事說3C的比較吃香�？傊际俏易约阂鄬W(xué)點(diǎn)東西。) O1 n, L- ^7 ?
作者: jimyzhu 時(shí)間: 2018-4-27 14:23
樓主再跟我講講SCARA唄~講的很細(xì)致！
作者: 機(jī)械領(lǐng)jxl 時(shí)間: 2018-5-15 09:00
并聯(lián)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方向?qū)W生頂一下
作者: kong8979 時(shí)間: 2018-5-15 09:39
分析的很到位，對于這款機(jī)器有了初步了解
作者: 一騎絕塵0929 時(shí)間: 2018-6-22 17:21
樓主是QKM的工程師吧?
作者: 無錫法斯頓 時(shí)間: 2018-6-25 09:04
分析的很透徹，要好好消化消化
作者: quyi0914 時(shí)間: 2018-7-3 22:16
張張見識，學(xué)習(xí)一下
作者: lejing2121 時(shí)間: 2018-11-12 14:49
哎呦，這里也見到你了哇，我說這里怎么也有這篇文章，還在想是不是誰抄襲了，哈哈哈
作者: lejing2121 時(shí)間: 2018-11-12 14:52
自我介紹下，我公司是做韓國WON代理的，剛?cè)脒@一行，在學(xué)習(xí)滾珠花鍵，滾珠絲杠花鍵軸。所以找到你的微信公眾號了，漲了不少姿勢，謝謝分享。
作者: 設(shè)liuyh28 時(shí)間: 2018-11-17 21:17
學(xué)習(xí)了
作者: 設(shè)liuyh28 時(shí)間: 2018-11-17 21:18
很好的資料，對并聯(lián)機(jī)器人有了初步的了解
作者: 田wr1987 時(shí)間: 2019-3-23 10:04
我問一下，樓主的地方招人嗎？ 我大四，拿過專利和智能車競賽的賽區(qū)一等，現(xiàn)在畢業(yè)設(shè)計(jì)在整delta。以后到挺想從事delta機(jī)器人工作的，謝謝啊！
作者: chenhan91 時(shí)間: 2019-11-8 16:40
樓主分析的很到位啊，我也在開發(fā)并聯(lián)機(jī)械臂，個(gè)人愛好，本來公司是做打火機(jī)和噴火槍的，然后我自己愛好然后有設(shè)備就做這些玩了。還要改進(jìn)的東西還是很多" e/ g- C0 x. Q9 b. T3 o% h
作者: syonggang 時(shí)間: 2019-11-10 08:41
價(jià)格不菲，應(yīng)用不廣
作者: 上海伺服 時(shí)間: 2019-11-11 12:46
: d8 `5 H' X+ N U8 G# B# g6 M3 {
您好，我是做空心杯電機(jī)研發(fā)的，機(jī)器人上有所應(yīng)用，加下微信17317679548，以后有用到電機(jī)的話，咱們可以相互學(xué)習(xí)下0 Q: s) w3 T4 z$ A( T, ]5 K6 b
作者: 上海伺服 時(shí)間: 2019-11-11 12:47
樓主，您好，我是做空心杯電機(jī)研發(fā)的，機(jī)器人上有所應(yīng)用，加下微信17317679548，以后有用到電機(jī)的話，咱們可以相互學(xué)習(xí)下
作者: abollo888 時(shí)間: 2019-11-12 09:11
這個(gè)造價(jià)不菲呢
作者: dwc1991 時(shí)間: 2019-12-28 15:37
作者: 龍騰飛 時(shí)間: 2019-12-30 11:25
一個(gè)前途無限好的行業(yè)，好想加入
作者: hhd21 時(shí)間: 2019-12-31 10:44
& W( s6 o$ a, u" |( r9 s學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)
作者: 機(jī)械新書yb 時(shí)間: 2020-2-19 22:33
學(xué)習(xí)下
作者: 初學(xué)者黃 時(shí)間: 2020-7-19 15:50
感謝這么詳細(xì)的分享
作者: 彈力型創(chuàng)可貼 時(shí)間: 2021-6-9 14:42
相對于質(zhì)量，國內(nèi)更注重效率，分揀自然不是重點(diǎn)要求
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