手臂安装方案的机械注意事项
介绍
本文旨在帮助您在购买或设计、集成和安装用于机器人安装的附件和设备方面做出正确的决定。
它总结了手臂安装的相机系统可能发生的潜在问题，并提供相关的指南和预防措施来减少这些情况发生的可能性。这里提出了有关设计标准的机械考虑和建议，以应对特定挑战并最大限度地减少可能发生的问题。
这篇文章分享了我们对这个话题的看法，并强调了我们在设计选件时关心的问题。
电缆缠绕
如果相机电缆缠结，可能会对连接器施加额外的力，从而损坏连接器。在最坏的情况下，连接器会导致内部PCB损坏，从而严重损坏相机。
反复的动态负载会影响手眼标定并使相机安装到手臂上的安装螺钉松动。连接器也可能由于这种随时间的推移造成应变的干扰导致材料疲劳从而损坏。
因此，使用具有应力消除功能的小尺寸手臂安装和电缆管理系统 (CMS)是非常重要的，这能够最大程度地降低电缆缠绕的风险。
支架
用于将相机连接到工业和协作机器人的支架是机器人安装中的关键部件。手臂安装支架有以下几条最重要的要求。
坚固性
支架应该是刚性、坚固和耐久的。支架不应该因为机器人的移动而出现任何方式的振动或位移。通过螺钉将组件固定在一起的所有连接部位也是如此。否则，当机器人停止运动时，相机可能仍在移动，在捕获过程中的运动则会导致点云质量不佳。
Vibrations
If mounting the camera in a high-vibration application, such as robot grinding or sanding, extra care should be taken in choosing the right mount. Zivid recommends mounts that incorporate damping techniques that reduce the level of vibration the camera is exposed to, such as rubber gaskets, grommets and vibrational absorbing mounts. To further reduce the stress on the camera, ensure that the camera is mounted as close to the robot wrist and as far away from the robot tool as possible.
轻质
安装架应该是轻质的，并设计为对机器人手臂的承载能力影响很小的结构。这对于协作机器人和微型工业机器人尤为重要。轻巧的安装支架可以允许方案使用较重的工具和夹具，并从系统中获得尽可能多的有效载荷。
高度低
支架应设计的足够低以最大限度地降低碰撞风险，但又应足够高以降低将夹具置于相机FOV中的风险。它应该紧凑并且占用相对较小的体积。
模块化
安装支架应该兼容多个相机型号，因为用户可能想将相机换成新的或不同的型号。包含了多个可互换的相机底座的模块化支架设计是解决这个问题的一个很好的解决方案，其中每个底座都适合一种相机型号。模块化组件还支持在不完全拆卸支架的情况下更换相机。
集成电缆管理
如果安装支架在相机的背面有一个应力消除装置，就能够在电缆缠结的情况下保护连接器，这将是有益的。应力消除装置可以安装在背面或任一侧，从而适应每种独特的安装情况。
遮挡预防
安装支架应确保夹具不会遮挡相机视野。由于夹具的种类很多，因此一种解决方案是使用兼容多种相机底座（例如，平的和倾斜的）的模块化安装支架，人们可以根据应用进行选择。
灵活性和碰撞预防
安装架应设计为较低的高度，以降低与其他物体碰撞的风险，并提供合适的夹具和机器人手臂之间的间隙。相机应远离大型夹具，并为具有挑战性的机器人运动留出空间，从而防止自碰撞。对于某些应用，让相机更靠近夹具是合适的，这可能会减少所需的机器人运动。满足不同要求的实用解决方案是带有延长器的模块化安装支架，可实现具有多种安装姿态的灵活配置。
适应性
该支架应兼容来自不同供应商的各种机器人。由于有多种机械接口标准，一种解决方案是带有兼容不同机器人安装标准的适配器变体的模块化安装支架。如果能够简单地通过调整支架来兼容新机器人也是非常有益的，易于定制是模块化设计的另一个好处。
用户友好性
安装支架应设计为易于组装的结构，安装过程应该简单直观。
推荐
我们建议使 用 Zivid On-Arm Mount ，因为它满足上述所有要求。
电缆管理系统
电缆管理系统 (CMS) 对于相机安装在机器人上的应用来说至关重要，因为它可以最大限度地降低电缆缠绕的风险。为多轴机器人配备电缆回缩系统有助于防止不必要的电缆环。
推荐
我们建议您找一位CMS专家来帮助您选择适合您的机器人和应用的方案，例 如 Igus Cable Management Solutions。
应力消除
应力消除装置是一种电缆固定装置，可减轻电缆连接本身的应力，以防止它们断裂。它通常位于连接器底部附近，连接器与电缆相接的地方。如果电缆被缠结，应力消除装置可以最大限度地减少直接施加在电缆连接器上的力的风险，从而保护相机连接器不受到物理损坏。应变消除组件有助于将来自缠绕电缆的，不需要的力，传导到机器人手臂中，使其有机会停止下来。如果没有应变消除装置，力会通过连接器向相机传递。
什么是好的应力消除方法？
应力消除装置应该具有一定程度的柔性，因为如果电缆被缠住，它需要能够吸收一些力。如果应力消除装置是完全刚性的，则电缆将在机器人停止之前损坏。另一方面，如果过于柔性，机器人就会太晚收到停止信号。
推荐
我们建议使用Zivid手臂安装支架，它带有一个安装在相机座背面的应力消除组件。我们还建议在PC侧安装额外的应力消除装置，以防止连接器或端口损坏。
应力消除和电缆管理系统的集成
将应力消除与CMS正确地进行集成是非常重要的。
Zivid手臂安装支架上的应力消除装置通常位于相机的正后方，以最大限度地减少其与应力消除装置之间的电缆长度。出于这个原因，我们建议使用可以从机器人法兰上方伸出电缆的CMS，从而最大限度地减少应力消除装置和CMS之间的电缆长度。
另一种解决方案是将CMS和应力消除装置都安装在机器人法兰的一侧。在这种情况下，可以将应力消除装置安装在手臂安装支架的一侧。 Zivid手臂安装支架也支持这一点。
电缆
电缆必须是为机器视觉和机器人应用专门设计的，同时满足灵活性和坚固性的要求，并经过扭转、弯曲和拉力测试。通常会要求提供电缆的机械可靠性测试报告。
由于电缆是安装在机器人上的，因此它们会遇到大量的运动。此外，电缆经常需要被弯曲和扭曲以确保固定到应力消除装置。因此，电缆需要具有足够小的静态和动态半径，这是表示电缆柔韧性的参数。
电缆还必须耐用，因为它们在运动过程中会受到各种力和表面摩擦。出于同样的原因，电缆连接器必须坚固且是工业级的。
电缆长度应适合应用，如果有不同的长度选择将会非常方便应用。一些微型机器人只需要3m长的电缆，而一些较大的机器人，尤其是安装在直线导轨上的机器人，则可能需要长达50m的电缆。
如果有直角和90度角连接器的电缆可供选择，将会是非常方便的。这允许用户根据应用以及所使用的应力消除和电缆管理系统的类型选择弯角或直角连接器。电缆还需要符合安全和EMC辐射和抗扰度标准。
推荐
我们建议使用Zivid电缆，因为它们的设计是基于上述考虑的。可查看 Zivid以太网电缆 和 Zivid电源和电缆 了解更多信息。
防护罩
防护罩需要被设计为能够实现最佳保护的方案，并通过相关测试，同时尽量减少防护罩带来的额外重量和物理占用空间。
当发生碰撞时，最好吸收冲击而不是让它直接冲击相机和机器人。可以再相机的安装底座内置一个减震装置，需要选择合适的材料来降低发生事故时损坏相机的可能性。
防护罩应集成电缆保护系统，以减少损坏电缆连接器的可能性。为可能需要的附加设备提供相应的安装机构也是有益的。
防护罩也应该与相机支架兼容并能够很好地集成起来。
推荐
我们建议使用 防护罩，因为它满足上述所有要求。有关正面附带玻璃的完整外壳的设计建议，请查看 在装有玻璃镜片的防护罩内使用Zivid相机。
安装
在机器人上安装任何设备（CMS、底座、应力消除装置、防护罩）时，必须遵循推荐的螺钉类型、螺钉安装深度和紧固螺钉的指定扭矩值的说明。
为了增加安全性以防止螺丝松动，我们建议使用Loctite（紫色或蓝色）和Nordlock垫圈。常规平垫圈无法应对振动，但有助于确保螺钉进入特定组件的正确深度。