工业基础机器装调 5

项目二工业机器人本体装配36任务1ER3-600工业机器人本体分析及传动方式认知任务2谐波齿轮减速器简介及装配注意事项任务3ER3-600工业机器人五轴及六轴拆卸与装配目录37任务1ER3-600工业机器人本体分析及传动方式认知381．熟悉ER3-600工业机器人的结构。2．知晓ER3-600工业机器人的传动方式。3．熟练掌握ER3-600工业机器人六轴结构。4．准确掌握ER3-600工业机器人六个轴的运动方式与作用。任务目标39任务描述本次任务要求对ER3-600工业机器人的结构和传动方式进行熟悉与了解。具体而言，要能够阐述ER3-600工业机器人各个轴的具体构成情况，以及各个轴在实际运行过程中发挥的作用，同时还要掌握ER3-600工业机器人的传动方式。401．工业机器人的本体分析（1）机身（底座或基座）机身作为工业机器人的支撑基础，负责固定整个工业机器人系统，并将工业机器人与地面或其他支持结构连接，确保工业机器人在工作过程中的稳定性。工业机器人底座如图所示，市面上工业机器人底座形状不同，但作用大致相同。相关知识41工业机器人底座（2）驱动系统驱动系统包含电动机、减速器、丝杠、同步带轮等部件，它们为工业机器人的各个关节提供动力，通过精确控制关节旋转角度和速度来实现预定的动作序列。电动机如图所示。42电动机

（3）传动机构传动机构是指将驱动系统的动力传递到工业机器人各个轴的具体机构，如齿轮箱、连杆、轴承等，它们保证了工业机器人关节的灵活转动和高精度定位。齿轮箱如图所示。43齿轮箱（4）臂部（多关节结构）工业机器人臂部通常由一系列相互连接的关节组成，每个关节代表一个自由度，常见的有六轴工业机器人，能够实现三维空间内的复杂轨迹运动。工业机器人臂部如图所示。44工业机器人臂部（5）腕部工业机器人腕部设计复杂，具备多个旋转关节，可进行灵活的翻转和平移，以适应不同的工作姿态需求，提高工业机器人在末端执行任务时的灵活性。工业机器人腕部如图所示。45工业机器人腕部（6）手部（末端执行器）末端执行器是工业机器人与外界直接交互的部分，根据具体应用场景不同，可以配备各种工具或夹具，如焊接枪、喷漆枪、抓取工具等，用于完成装配、加工、搬运等各种作业。工业机器人手部（末端执行器）如图所示。（7）传感器末端执行器的传感器包括内部传感器和外部传感器，用于实时反馈工业机器人的状态信息，帮助控制系统精确控制并实现自主决策。46工业机器人手部

（末端执行器）2．工业机器人的六轴结构常见的六轴工业机器人一般内置六个电动机，直接通过减速器、同步带轮等驱动六个关节轴的旋转。六轴工业机器人一般有六个自由度，包含本体旋转（S轴）运动、大臂（L轴）运动、小臂（U轴）运动、手腕旋转（R轴）运动、手腕上下（B轴）运动和手部圆周（T轴）运动，六个关节合成实现末端的六自由度动作，具有高灵活性、超大负载、高定位精度等众多优点。工业机器人六轴运动方式和作用见下表，工业机器人六轴运动范围如图所示。4748工业机器人六轴运动方式和作用49工业机器人六轴运动方式和作用3．工业机器人的传动机构工业机器人的驱动系统通过传动机构驱动关节移动或转动，从而实现机身、臂部和手腕的运动。因此，传动机构是构成工业机器人的重要部分。根据传动类型的不同，传动机构可以分为两大类：直线传动机构和旋转传动机构。（1）直线传动机构工业机器人常用的直线传动可以直接由气缸或液压缸和活塞产生，也可以采用齿轮、齿条、滚珠丝杠螺母等传动元件由旋转运动转换得到。50直线传动机构的结构简单，工作可靠，传动距离较远，传递载荷较大，可实现急回运动规律（当连杆机构的曲柄作为主动件并匀速回转时，从动件返回行程的速度高于其工作行程的速度，这种现象称为连杆机构的急回运动），但不易获得匀速运动或其他运动规律，且传动不平稳，冲击与振动较大。直线传动方式在工业机器人中应用于

X轴、Y轴、Z轴方向驱动，圆柱坐标结构的径向驱动和垂直升降驱动，以及球坐标结构的径向伸缩驱动。51（2）旋转传动机构一般电动机都能够直接产生旋转运动，但其输出力矩比要求的力矩小，因此需要采用齿轮、同步带等传动装置或其他传动机构，把较高的转速转换成较低的转速，并获得较大的力矩。运动的传递和转换必须高效率地完成，并且不能有损于工业机器人所需要的特性，包括定位精度、重复定位精度和可靠性等。通过旋转传动机构可以实现运动的传递和转换。旋转传动机构是机械系统中用于传递和转换旋转运动的组件，它在工业机器人中扮演着关键角色。521）谐波齿轮传动机构是一种精密传动装置，由刚性内齿轮（刚轮）、柔韧弹性外齿轮（柔轮）以及位于中间的椭圆形波发生器组成。当波发生器旋转时，会通过弹性变形使柔轮产生椭圆运动，并与刚轮啮合，从而实现高效的动力传输和大传动比。谐波齿轮传动机构如图所示。53谐波齿轮传动机构2）摆线针轮传动机构利用摆线针齿啮合原理，通过一系列滚动体在摆线形槽中的滚动实现运动和动力的传递。这种传动方式具有结构紧凑、承载能力强、传动平稳等特点，适用于需要高精度和大扭矩的场合。摆线针轮减速器利用摆线针轮与摆线针齿轮的啮合来实现减速。摆线针齿轮具有特殊的齿轮轮廓，使得啮合点在齿面上滑动，从而实现平稳的传动。摆线针轮传动机构如图所示。54摆线针轮传动机构

3）行星齿轮传动机构在工业机器人关节中被广泛使用，其特点是多个小齿轮（行星齿轮）围绕一个中心齿轮（太阳轮）转动，并且所有行星齿轮都嵌在一个固定的内齿轮（齿圈）内。这种传动方式能够提供多种不同的输出转速和力矩，同时保证结构紧凑和高效率，其传动效率＞90%，高于谐波齿轮传动。行星齿轮传动机构如图所示。55行星齿轮传动机构任务2谐波齿轮减速器简介及装配注意事项561．熟悉谐波齿轮传动的含义。2．了解谐波齿轮传动的工作原理。3．熟练掌握谐波齿轮减速器装配注意事项。任务目标57任务描述本次任务要求了解谐波齿轮传动的概念、特点以及工作原理。具体来说，要对谐波齿轮传动有清晰的认识，包括其定义、特点以及运行的基本过程。同时，还需熟悉谐波齿轮减速器的工作方式，明确其在实际工作中的运行模式。此外，需掌握谐波齿轮减速器装配的注意事项，确保在进行装配工作时能够遵循正确的方法和规范，避免出现错误和问题，以保证谐波齿轮减速器的正常运行和性能发挥。581．谐波齿轮传动的简介谐波齿轮传动是一种精密的传动方式，利用弹性变形原理实现运动和动力的传递，特别适用于需要高精度、大传动比和结构紧凑的应用场合。谐波齿轮传动的基本构造包括三个核心部件：刚轮、柔轮、波发生器，如图所示。相关知识59谐波齿轮传动的基本构造（1）刚轮（circularspline）刚轮内齿圈固定不动，其内齿数较多。（2）柔轮（flexspline）柔轮外齿圈柔韧可变形，其齿数少于刚轮内齿数。（3）波发生器（wavegenerator）波发生器通常由一个带有椭圆形凸轮的轴和内部的柔性轴承构成，当波发生器转动时，会使柔轮产生可控的径向变形。602．谐波齿轮传动的特点（1）传动比大，单级为50～300，双级可达2×106。（2）传动平稳，承载能力高，传递单位扭矩的体积和质量小，在相同条件下，体积可减小20%～50%。（3）齿面磨损小而均匀，传动效率高。当结构合理且润滑效果良好时，对传动比为100的传动，效率可达85%。61（4）传动精度高，在制造精度相同的情况下，谐波齿轮传动的精度可比普通齿轮传动高一级。（5）回差小，精密谐波齿轮传动的回差一般可小于3弧分，甚至可以实现无回差传动。（6）可以通过密封壁传递运动，这是其他传动机构很难实现的。（7）谐波齿轮传动不可能获得中间输出，并且杯式柔轮刚度较低。623．谐波齿轮传动的工作原理谐波齿轮传动是一种利用谐波振动原理，靠中间挠性构件弹性变形来实现运动或动力传递的传动装置的总称。谐波齿轮减速器由固定的内齿刚轮、柔轮和使柔轮发生径向变形的波发生器组成，谐波齿轮减速器是齿轮减速器中的一种新型传动结构，它利用柔轮产生可控制的弹性变形波，引起刚轮与柔轮的齿间相对错齿来传递动力和运动。63柔轮被波发生器弯曲成椭圆状。因此，在长轴部分刚轮与柔轮啮合，在短轴部分则刚轮与柔轮呈脱离状态。固定刚轮，使波发生器按顺时针方向旋转后，柔轮发生弹性变形，与刚轮啮合的齿轮位置顺次移动。波发生器按顺时针方向旋转180°后，柔轮仅按逆时针方向移动一齿。波发生器按顺时针方向旋转一周（360°）后，由于柔轮的齿数比刚轮少两齿，因此柔轮按逆时针方向移动两齿，一般将该动作作为输出执行。谐波齿轮传动的工作原理如图所示。64谐波齿轮传动的工作原理654．谐波齿轮减速器的装配注意事项（1）零件检查检查所有零件是否完整，是否有损坏或变形。特别注意齿轮和轴承部分的完整性，确保所有零件的尺寸、形状和材料都符合设计要求。（2）组装顺序按照设计的组装顺序进行装配，确保每个步骤都准确无误。按照说明书或流程图提供的指示进行操作。66（3）润滑处理装配时，应使用专用润滑脂，不要使用低品质或伪劣的润滑剂。确保所有需要润滑的部位都得到充分润滑，包括齿轮、轴承和密封件。（4）齿轮匹配确保齿轮的模数、齿数和压力角等参数与设计要求一致。检查齿轮的齿面质量和精度，确保其能够满足使用要求。（5）安装位置确保谐波齿轮减速器安装的位置是正确的，特别是对于垂直安装或倾斜安装的情况，确保安装面平整、干净，没有油污或杂物。67（6）运行测试在运行前进行测试，确保谐波齿轮减速器能够在规定的转速和负载下正常工作。在测试过程中检查是否有异常噪声、发热或振动等现象。（7）使用环境确保谐波齿轮减速器的使用环境符合设计要求，特别适于对温度、湿度和抗腐蚀性等要求苛刻的工作环境。在使用过程中避免超载或过载，防止对谐波齿轮减速器造成损坏。（8）维护保养定期进行维护保养，包括清洗、更换润滑脂和检查零件等。在发现异常情况时及时进行处理，不要继续使用有问题的谐波齿轮减速器。68任务3ER3-600工业机器人五轴及六轴拆卸与装配691．

熟悉工业机器人本体的组成。2．了解工业机器人的拆卸步骤。3．熟练掌握工业机器人的拆卸方法。4．了解工业机器人的装配步骤。5．熟练掌握工业机器人的装配方法。任务目标70任务描述本次任务中，将主要学习对ER3-600工业机器人进行具体的拆卸与装配操作。通过这一过程，深入了解ER3-600工业机器人的内部结构，包括各个部件的组成、布局以及相互之间的连接方式等，为进一步研究和掌握该工业机器人的性能与工作原理奠定基础。711．ER3-600工业机器人的主要结构（1）底座部分底座部分主要由底座、转座、一轴电动机减速器、二轴电动机减速器以及盖板等零件组成，如图所示。相关知识72底座部分（2）大臂部分大臂部分主要由三轴电动机减速器、大臂以及盖板等零件组成，如图所示。73大臂部分（3）小臂部分小臂部分主要由四轴电动机减速器、电动机座、四轴电动机过渡板以及盖板等零件组成，如图所示。74小臂部分（4）手腕部分手腕部分主要由五轴电动机减速器、六轴电动机减速器、手腕连接体、手腕体以及盖板等零件组成，如图所示。75手腕部分2．拆卸与装配前的准备工作（1）安全注意事项1）拆卸与装配过程中，注意部件轻拿轻放。2）拆卸与装配过程中的所有工具和零件不得随意乱放，必须放在指定位置，以防工具或零件掉落伤人。3）工作站内严禁奔跑，以防滑倒跌伤，严禁打闹。4）在工