工业机器人机械传动部分课件.ppt

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1、南京熊猫电子装备限公司熊猫机器人主讲:张亚二〇一五年七月十一日本培训内容解释权归南京熊猫电子装备所有主要内容1、工业机器人的历史背景及应用的多样化2、焊接机器人及系统特征3、焊接机器人结构及传动设计4、外部轴和变位机一、工业机器人的历史背景和应用的多样化机器人定义美国工业协会（RIA）：机器人是一种用于移动各种材料、零件、工具或者专用装置，通过可编程动作来执行各种任务，并具有编程能力的多功能机器手。这个定义实际上针对的是工业机器人。日本工业机器人协会（JIRA）：机器人是一种带有存储器件和末端操作器的通用机械，他能通过

2、自动化的动作代替人类劳动。日本著名学者加藤一郎：机器人三要素1、具有脑、手、脚等要素的个体；2、具有非接触传感器和接触传感器。3、具有用于平衡和定位的传感器。机器人三大特征：拟人功能，可编程，通用性机器人分类第一代机器人：能试教-再现的工业机器人第二代机器人：可感知周围环境，进行反馈控制。第三代机器人：智能机器人，能够逻辑推断、判断、决策等第四代机器人：情感类机器人，具有人类情感。工业机器人历史背景1962年：美国研制出第一台工业机器人1965年：美国使用第一台点焊机器人1984年：全世界机器人使用量8万台1998年：美

3、国拥有8万台，德国拥有7万台，分别占世界机器人总数的15%和13%，日本一直占有60%。50年的发展：广泛用于汽车制作业、毛皮制作、机械加工、焊接、热处理、装配、检测、上下料等。西周偃师制造能歌善舞的伶人鲁班制造木鸟，三日不下捷克作家卡雷尔.恰佩克在小说中（罗莎姆的万能机器人）中首次提出Robot标志性机器人1973年世界上机器人和小型计算机第一次携手合作，诞生了美国CincinnatiMilacron公司的机器人T3。1979年美国Unimation公司推出通用工业机器人PUMA，这标志着工业机器人技术已经成熟。PUM

4、A至今仍然工作在第一线1979年日本山里大学牧野洋发明发明了平面关节（SCARA）型机器人，该机器人此后在装配作业中得到广泛应用。并联机器人定义：运动平台和基座间至少有两根活动连杆连接，具有2个或2个以上自由度的闭环结构机器人，1965年英国高级工程师Stewart提出了Stewart平台，推动了对并联机器人的研究1978年澳大利亚著名机构教授Hunt提出把6自由度Stawart平台作为机器人结构。图为Adept公司的Quattro并联机器人。应用多样化二、焊接机器人及系统特征工业机器人一般结构1、三大部分机械本体、传感

5、器部分、控制部分2、六个子系统驱动系统、机械结构系统、感知系统、机器人-环境交互系统、人机交互系统以及控制系统。焊接机器人的系统构成焊接机器人单体：机器人本体电力电缆外部装置控制柜焊丝盘架工装夹具示教器变压器扩展设备（外部轴）焊接电源焊枪防碰撞装置接口电路控制电缆焊枪送丝机构焊接机器人应用环境应用环境较为恶劣：1、强弧光、高温、复杂电磁2、烟尘、飞溅3、加工或装配误差4、焊接热变形、焊件表面状态5、其它环境因素三、焊接机器人结构及传动设计基本参数自由度：6最大工作半径：1400mm负载：6kg重复定位精度：±0.1mm典

6、型关节自由度种类及图形符号工业机器人操作臂的关节常为单自由度主动运动副。即每一个关节均有一个驱动器驱动。五种坐标形式的机器人直角坐标型机器人圆柱坐标型机器人球坐标型机器人关节坐标型机器人SCARA型机器人作业范围为立方体状位置精度高运动求解简单结构庞大、动作范围小灵活性差、占地面积较大多做成楼门式，框架式，用于搬运作业范围为圆柱形状位置精度高，运动直观、控制简单、占地面积小、廉价、应用广泛不能抓取靠近立柱或地面上的物体作业范围为空心球体状结构紧凑、动作灵活、占地面积小结构复杂、定位精度低、动作直观性差作业范围为空心球体状

7、作业范围大、动作灵活、能抓取靠近机身的物体、应用广泛，现在标准六轴工业机器人代表定位精度低、动作直观性差三个转动关节可在平面内进行定位和定向。一个移动关节，用于完成手抓在垂直平面方向上的运动水平面内具有良好的柔顺型，且动作灵活、速度快、定位精度高。适用于平面定位，以及垂直方向上进行装配，又称为装配机器人。结构设计结构分类：手臂和手腕1、手臂设计手臂控制机器人末端焊枪的位姿，想要达到任意位姿，需要3个自由度，手臂构型常见位姿有四种，1、直角坐标系型；2圆柱坐标系型；3、球坐标系型；4、关节型；这种形式的手臂是通过控制三个互

8、相垂直方向的位移，从而确定了机器人焊枪的空间位置，由于三个关节都是移动关节，故其结构刚度大、工作精度高，因为三个关节没有耦合运动，所以控制起来也较为简单，但其不足之处也是显而易见的，比如说，其运动需要导轨，这使其整体尺寸变大，并且导致工作空间与结构所占空间的比值减小，工作速度也较慢圆柱坐标式的手臂，是运用关节的转动形