《工业机器人》ppt课件

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1、第二节机器人的定义与分类一、定义工业机器人是用来进行搬运材料、零件、工具等可再编程的多功能机械手，或通过不同程序的调用来完成各种工作任务的特种装置。二、特点1、可编程：根据工作环境变化的需要可再编程；2、拟人化：类似人的行走、腰转、大臂、小臂、手腕、手爪；3、通用性：更换手部末端可执行不同的作业任务；4、机电一体化；光机电液的任意组合；5、自适应性：与外界环境的交互能力。三、优点1、减少劳动力费用；2、提高生产率；3、改进产品质量；4、增加制造过程的柔性；5、降低生产成本；6、消除危险和恶劣的劳动岗位。工业机器人机械结构的三大

2、件机器人运动功能常用图形符号四、分类1、按结构分类2、按发展进程分类3、按控制方法分类4、按功能分类五、应用领域1、恶劣、危险的工作场合如：爬壁机器人冲床上、下料采矿水下作业2、特殊作业场合：对人来说力所不能及的地点如：外太空航天飞机3、自动化生产领域如：焊接机器人--汽车制造厂承重大梁、车身结构的焊接；材料搬运—码垛、卸货；检测机器人—零件制造过程中的检测装配机器人—较复杂的作业过程，即要检测装配作业过程中的误差，又要试图纠正这种误差喷漆、喷涂机器人第三节机器人的组成及运动一、机器人的基本组成三大部分：机械部分—执行机构传感

3、部分—信息交互控制部分—处理中心二、工业机器人技术参数（制造商在供货时提供的技术数据）1、自由度：机器人所具有的独立坐标轴运动的数目；2、精度：定位精度和重复定位精度。定位精度是指机器人手部实际到达位置与目标位置之间的差异。重复定位精度是指机器人重复定位其手部于同一目标位置的能力。3、工作范围：机器人手臂末端或手腕中心所能到达的所有点的集合，也叫工作区域；4、最大工作速度1）工业机器人主要自由度上最大的稳定速度；2）工业机器人手臂末端最大的合成速度。5、承载能力：机器人在工作范围内的任何位姿上所能承受的最大质量。其大小取决于：

4、1）负载的质量；2）机器人运行的速度、加速度的大小、方向。通常指高速运行时的承载能力。第二章机器人驱动系统设计驱动装置是带动臂部到达指定位置的动力源，目前常用的主要有四种驱动方式：液压驱动、气压驱动、直流电机驱动和步进电机驱动第一节液压驱动液压驱动是以高压油作为工作介质。驱动机构可以是闭环的，也可以是开环的；可以是直线的，也可以是旋转的。其工作原理都是基于高压油对活塞或叶片的作用。一、直线液压缸二、旋转执行元件三、电液伺服阀四、采用液压驱动的优、缺点优点：1、易达到较高的单位面积压力（通常2.5~6.3MPa），可获得较大的推

5、力或转矩；2、压力油可压缩性小，可得到较高的位置精度；3、液压传动中，力、速度和方向易实现自动控制；4、具有防锈性和自润滑的性能。缺点：1、油液粘度随温度变化而变化，影响工作性能；2、液体的泄露难以克服，这就要求液压元件有较高的精度和质量，从而提高了造价；3、要提供滤油装置。第二节气压驱动一、气动执行元件1、直线气缸2、旋转气动马达二、工作介质：高压空气三、应用场合：完成挡块间运动四、气压驱动优、缺点优点：1、易达到高速；2、无环境污染；3、工作压力低，因而制造精度要求低。缺点：1、压缩空气常用压力在0.4~0.6MPa，要想

6、获得较大的出力，其结构也要增大；2、空气压缩性大，工作平稳性差，难以实现精确的位置控制；3、除水问题：处理不好易引起钢类零件生锈；4、排气问题：噪声污染。第三节直流电机驱动一、直流电机工作原理(视频）二、对直流伺服电机的要求1、直流伺服电机定义：直流电机的转动是平滑且连续不断的，因而要实现精确的位置控制，必须加入位置反馈；机器人的运动要过到一定的速度要求，还要加入速度反馈。这样，一个直流电机和位置反馈、速度反馈形成一个整体，即直流伺服电机。2、要求：1）调速范围要宽；2）负载特性要硬（抗干扰性强）；3）反应速度要快（动态响应特

7、性好）。3、直流伺服电机的种类：三、直流伺服电机的选择（一）初选电机选择电机，首先要考虑电机必须能够提供负载所需要的瞬间转矩和转速，就是能够提供克服峰值所需要的功率。其次，当电机的工作周期可以与其发热时间常数相比较时，必须考虑电机的热定额问题，通常以负载的均方根功率作为确定电机发热功率的基础。如果要求电机在峰值下以峰值转速驱动负载，则电机功率可按下式估算：如果电机长期连续地工作在变载荷之下时，比较合理的是按负载均方根功率估算电机功率：（发热校核、转矩过载校核略）初选电机后，一系列的技术数据，如额定转矩、额定转速、额定电压、额定

8、电流、转子转动惯量，均可由产品目录直接查得或经过计算求得。值得注意的是，电机的选择不仅取决于功率，还取决于系统的动态性能要求、稳定精度、低速平稳性、电源是直流还是交流等因素。（二）电机的转矩特性四、总传动比的选择（一）负载力矩特性要考虑两种情况：1、峰值力矩：经常在机器人关节