工业机器人的结构及技术参数.ppt

机器人配置，机器人配置系统，机器人系统配置，人机交互系统，控制系统，驱动系统，机械机构系统，机器人-环境交互系统，概念：要使机器人工作，请在每个关节处放置每个运动自由度，驱动器，1，可以直接驱动，也可以通过同步皮带、链条、车轮、谐波齿轮等机械传动机构间接驱动。2、机械结构系统、3、感觉系统、感觉系统由内部传感器模块和外部传感器模块组成，以获取内部和外部环境状态的有意义信息。智能传感器提高了机器人的移动性、适应性和智能性。对于某些特殊信息，传感器比人类的感官系统更有效。4，机器人-环境交互系统，5，人机交互系统，人机交互系统是让操作员参与机器人控制并与机器人连接的设备。该系统概括为给定设备和信息显示设备两类。6，控制系统是根据程序和反馈信息控制机器人动作的中心。分为开环系统和闭环系统。机器人的基本工作原理是教育再生。教程(也称为指南)将引导您引导自动机，一次为实际任务执行一个步骤，自动机在指导过程中自动记住教程中每个动作的位置、姿势、运动参数进程参数等，并自动生成连续执行所有任务的程序。完成教程后，只要给机器人启动命令，机器人就会准确地显示动作，并逐步完成所有任务。冗余度自由度机器人，可以提高机器人的灵活性，避开障碍物，提高动力性能。人的手臂(大手臂、小手臂、手腕)以总共7个自由度运行，从而使手避开障碍物，在不同方向达到相同的目的点。2 .可以通过工作准确度、准确度和准确度三个参数来测量。位置精度(Positioningaccuracy):指示机器人结束参考点实际到达的位置和必须到达的理想位置之间的差异。重复或重复准确度：表示自动机为到达特定目标而重复的差异程度。或者，在同一位置指示中，自动机连续多次重复该位置的分布。测量一个错误值列的密度，即重复度。3 .工作范围：表示机器人末端操纵器可以到达的区域。工作空间(Workingspace):机器人腕部参照点或末端操纵器安装点(末端操纵器除外)可以到达的所有空间区域，通常排除末端操纵器本身可以到达的区域。4。操作速度：表示自动机在所有方向上的移动或旋转速度。这些速度可以相同，也可以不同。5 .承载能力：表示机器人在工作范围内可以以任何姿势承受的最大质量。表1.3PUMA562机器人的主要技术参数，图1.17PUMA562工业机器人，工业机器人的驱动和驱动系统结构，机器人机械系统中，驱动器通过耦合驱动器(通常是减速器)驱动，然后通过关节轴驱动负载运动。机器人通常有两种类型的运动关节转动关节和移动(直线)移动关节。对于位置和速度控制，位置和速度检测组件也包括在驱动系统中。检测组件类型很多，但需要适当的精度、连接方法和可控制的输出方法。对于伺服电动机驱动，检测元件经常直接与电动机连接。液压传动装置通常与耦合或销驱动的构件相关联。驱动器驱动器系统配置，1。电动驱动器电气驱动器具有简单的能量、大的速度变化范围、高的效率、高的速度和位置精度。但是大部分与减速装置连接，直接驱动更困难。电气驱动器可以分为DC(直流)、AC(交流)伺服电动机驱动器和步进电动机驱动器。直流伺服电动机有很多优点，但是笔刷容易磨损，容易产生火花。随着技术的发展，近年来交流伺服电动机取代了直流伺服电动机，成为机器人的主要驱动。步进电机有很多开环控制，控制简单，但功率不大，常用于高精度低功耗机器人系统。驱动器类型和属性，2。液压驱动液压驱动的优点是功率大。不使用减速装置，直接连接到驱动构件。结构紧凑，刚性好，响应快，伺服驱动精度高。但是由于添加了输液源，容易发生液体泄漏，不适合高温和低温情况，液压驱动目前被广泛用于超大型动力机器人系统。3 .气动驱动气压驱动结构简单，干净，动作灵敏，具有缓冲效果。但是，与液压驱动器相比，其功率小、刚度低、噪音大、速度难控制，因此常用于精度不高的点控制机器人。1 .液压驱动，优点：1)液压容易达到高压力(常用液压为2.56.3MPa)，体积小，可以获得更大的推力或扭矩；2)液压系统介质的压缩性小、稳定、位置精度高。3)液压传动、力、速度和方向更容易自动控制。(4)液压系统可以使用油作为介质，通过防锈和自润滑性能提高机器效率，提供较长的寿命。1 .液压传动、液压传动系统不足：1)油的粘度随温度变化，影响工作性能，高温容易造成燃烧爆炸等危险；2)液体泄漏难以克服，液压元件的准确度和质量必须高，因此成本高。3)需要相应的供油系统。特别是电液伺服系统需要严格的滤油装置，否则会发生故障。2 .气压驱动，与液压驱动相比，气压驱动的特点：1)压缩空气粘度小，容易达到高速(1m/s)；2)利用工厂集中空气压缩机站空气供应，无需添加电力设备；3)空气介质没有环境污染，使用安全，可以直接应用于高温作业。4)气动元件工作压力低，因此制造要求低于液压元件。2 .气压驱动，不足：1)压缩空气的一般压力为0.40.6MPa，要获得较大的力，结构必须相对较大。(2)空气压缩性大，工作稳定性差，速度控制困难，难以实现精确的位置控制；(3)压缩空气的除水问题是一个非常重要的问题，处理不当会使钢铁零件生锈，导致机器人失败。排气还会引起噪音污染。3 .马达驱动、马达驱动分为一般交流马达驱动、交流、直流伺服马达和步进马达控制。一般交流、直流电动机驱动需要减速装置，输出扭矩大，但控制性能低，惯性大，适用于中型或重型机器人。伺服电动机和步进电动机输出扭矩相对较小，控制性能好，能准确控制适合中小型机器人的速度和位置。Ac/DC伺服电动机通常用于闭环控制系统，而步进电动机主要用于驱动控制系统，在速度和位置精度不高的情况下使用。驱动器选择方法必须基于操作要求、操作环境，并选择价格级别和技术级别作为评估标准。一般目前有100公斤以下的负载，可以优先考虑用电驱动器。只要点控制，功率少，就可以使用气动驱动器。如果负荷大，或者机器人周围已经有液压源，则可以使用液压驱动器。驱动器最重要的是，需要启动扭矩大，速度调节范围大，转动惯量小，尺寸小，性能好，相应的数字控制系统。刹车、多个机器人手臂需要安装在每个关节上，其作用是在机器人停止运转的同时保持机器人手臂的位置不变；发生电源故障时，保护机器人手臂和周围的物体不发生碰撞。制动器通常根据故障制动器的运行情况工作。也就是说，要放松刹车，必须打开电源。否则，每个关节都无法生成相对行为。主要目的是在发生电源故障时起到保护作用。缺点是在工作中为了缓解刹车，继续用电。机器人手分类，功能形式，工业机器人手，仿人机器人手，夹点，吸附，手指，传输机制，v型手指，平面手指，锐利手指，特殊手指，平移，平移，平面平移，直线往返，直线往复直角坐标/笛卡尔坐标/长椅类型(3P)，优点：通过计算机控制轻松实现，准确度高。缺点：妨碍工作，占用了很多安装空间，运动速度低，密封性不好。笛卡尔坐标机器人的工作空间图，2 .圆柱坐标(R2P)，优点：和简单计算；直线部分可以使用液压驱动，输出更大的功率。可以推进腔内机器。缺点：手臂可以到达的空间有限，无法到达支柱附近或土地附近的空间；直驱动部分密封，防尘困难；后臂工作时，手臂后面会撞击工作范围内的其他物体。3 .球形座标(2RP)，特性：中央支架附近工作范围大，两个旋转驱动器密封方便，复盖大工作空间。但是，这些坐标复杂且难以控制，直驱上仍然存在密封和工作死区问题。4 .关节坐标型/拟人型(3r) 关节机器人的关节旋转类似于人的手臂，是工业机器人中最常见的结构。它的工作范围比较复杂。关节型工业机器人，5 .平面铰接式、SCARA机器人通常用于组合作业，最重要的特性是在x-y平面上移动具有弹性，并且沿z轴线具有刚性，因此具有可选弹性。这种机器人在装配工作中应用得比较好。平面关节自动机的工作空间、摘要、注释：根据书的不同，运动图的符号表示可以不同。(a)表示手指(末端效应器)。(b)指垂直和提升运动。(c)表示水平伸缩运动。(d)表示旋转运动。(e)表示俯仰运动。附着：工业机器人的结构，机构运动图，关节坐标，机器人手的特性和分类，手的特征：连接手腕可拆卸，电，气，液体接口，根据对象容易拆卸和更换；末端执行器、手、爪子、工具；通用性差，特殊装置，特定类型工件工作；可拆卸部件，机身，手臂和手，完成工作的好坏或灵活工作的关键部件；机器人的手是最重要的执行机构，在功能和形式上可以分为工业机器人的手和人形机器人的手。常用手可根据夹点原理分为夹紧类和吸附两类。，(a)由钳手、手指(爪)、驱动器、变速器和手爪开闭运动组成的一般形式；手指，直接接触对象，释放和钳制开放和闭合的对象；适当的开闭范围，握足，相应的精度；通常，两个手指或三个结构形式取决于夹紧工件的形式和特性。v型手指：圆柱形，平面手指：方形工件；提示：小型或柔性工件；专用：形状不规则的工件；工件形状、大小和夹紧部分的纹理、硬件和软件，根据表面特性，具有平滑值面、锯齿手指和灵活手指面的手指面；光滑手指：平整光滑的表面，加工的表面损坏锯齿表面：面具有锯齿图案、毛坯或半成品，增加摩擦力，以确保夹具稳定。柔性指状表面：表示表面衬橡胶、泡沫、石棉等，夹紧加工表面、热零件或薄壁零件或易碎工件，增加摩擦，保护工件表面、隔热等。(b)爪大平面、易碎的小物体，有吸附手、吸附力物质、废气吸附和磁吸附两种；进气式手由使用吸盘内部压力和大气压力差工作的吸盘、进气杯框架和进气排气系统组成，结构简单，重量轻，使用方便。用于非金属材料(板材、纸张、玻璃等)或无残留磁性材料的吸附。物体表面必须平整光滑，没有透气性间隙。形成压差法：真空吸附、气流负压吸附、挤压吸附；(1)真空吸附式手，真空泵产生真空，高真空，吸气，稳定工作，成本高；橡胶盘，靠近物体表面，真空，吸附；打开大气，放下。(2)气流负压进气手，通过喷嘴快速流动的压缩空气，通过高速气流输送的室内气体负压，进气口完成；阻断压缩空气会释放。压缩空气方便，成本低；(3)挤压排气式手，采集材料时吸盘挤压物体，吸盘变形，挤出多余气体，手通过吸盘恢复力形成负压，吸物体。单击推杆和大气释放。结构简单，吸附力小，防漏，不适合长期维持；依靠磁吸手、永磁或电磁铁的磁吸，单位面积吸力，对工件表面粗糙度、通孔、沟槽没有特殊要求，但只对铁磁物体起作用，吸工件中残留磁、铁；人形机器人手目前大部分工业机