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多轴化,顾名思义就是在同一只机械手臂上,有多颗不同马达同时或分时进行动作,其目的就是为了让同一个产品,可以在同一条生产在线就完成生产流程的所有工作,不必分多道产线来进行,如此可以节省庞大的人力与时间成本。只是,为了达到多轴化的目的,机械手臂上的马达轴数就必须非常多。这些不同的马达,或许同时连动,或许分时动作,然而关键就在于能互相配合。也就是某个轴旋转到了某个特定角度时,另几个轴都必须到达相对的位置上。其中将会牵涉到多轴旋转时间差的复杂运算,这也正是FPGA比起CPU或MCU,在工业自动化领域更具有优势的地方。
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对于工业应用来说,有时并不需要机械手臂具有完整的六个自由度,而只需其中的一个或几个自由度。直角坐标系机械手臂可以由单轴机械手臂组合而成。单轴机械手臂作为一个组件在工业中应用广泛。下图为单轴机械手臂。单轴机械手臂的组件化大大降低了工业设计的成本,因专业制造商拥有良好的质量保证和批量生产的优势,使用组件比自行设计机械手臂更具优势。常见的直交机械手组合有悬臂式,龙门式,直立式,横立式等样式。
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