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在自动化生产线上，桁架机器人以高速度、高负载和精准定位能力，成为物料搬运、装配加工的核心设备。然而，其多轴联动、大范围运动的特性，对安全防护和运动边界控制提出了严苛要求。机械限位装置作为桁架机器人的“物理底线”，通过结构设计与材料科学的结合，在保障设备安全、提升运动精度、延长使用寿命等方面发挥着不可替代的作用。

机械限位的核心功能：

桁架机器人的运动轨迹通常沿X、Y、Z三轴展开，末端执行器需在机床、料仓、检测设备等工位间频繁切换。机械限位装置的首要任务是定义物理运动边界。例如，在Z轴的上下两端，机械挡块与电限位开关协同工作：当机械臂接近极限位置时，电限位触发减速信号；若信号失效，机械挡块作为最终屏障，通过硬接触强制停止运动，防止因程序错误或传感器故障导致的超程坠落。

机械限位装置的另一关键作用是提供重复定位的基准参考。在桁架机器人的原点复位过程中，机械限位块与编码器配合，确保每次启动时机械臂能准确回归预设零点。

机械限位装置的典型结构：

机械挡块是限位装置的基础元件，其设计需兼顾强度与耐磨性。某铅锌厂应用的1500kg负载桁架机器人，其Z轴挡块通过有限元分析优化结构，延长设备使用寿命。

限位开关则将机械位移转化为电信号，实现运动控制的闭环反馈。常见的限位开关包括行程开关、接近开关和光电开关。在桁架机器人的Y轴上，双触点行程开关被广泛采用：当机械臂触发行程开关时，常闭触点断开切断动力电源，常开触点闭合发送停止信号，形成双重保护。

缓冲装置的集成进一步增强了机械限位的可靠性。在高速运动的桁架机器人中，液压缓冲器或橡胶减震垫被安装在机械挡块前方，通过吸收冲击能量减少硬接触带来的振动。

机械限位与电控系统的协同：

机械限位装置并非孤立存在，而是与电控系统形成“硬+软”的双重防护。在桁架机器人的控制架构中，机械限位作为最终安全屏障，其信号优先级高于所有运动指令。例如，当电控系统检测到负载突变或路径偏差时，会首先触发减速指令；若减速过程中机械臂仍接近极限位置，机械限位开关将直接切断伺服驱动器电源，强制停止运动。

机械限位装置还参与运动规划的优化。在桁架机器人的轨迹生成算法中，机械挡块的位置被作为约束条件纳入计算。例如，某汽车焊接生产线上的桁架机器人，通过在X轴两端设置虚拟限位区，使控制系统在规划路径时自动避开极限位置，既延长了机械限位装置的使用寿命，又减少了因频繁接触导致的定位误差。

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