机器人结构和分类课件.ppt

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1、第二章机器人分类及结构机器人基本结构机器人分类各类机器人的结构特点机器人的腕部结构机器人机构运行一、机器人系统的基本结构人基座传动机构机械手机构末端执行器机械手总成内部传感器驱动/控制器系统软件机器人语言控制算法软件功能软件控制器软硬件示教盒环境及任务外部传感器焊接机器人的基本构成：焊接机器人执行机构：本体控制系统外围设备驱动系统工装变位机焊接电源其他控制柜、示教盒2.机器人分类：①控制系统自动重复型智能型控制功能自主式示教再现数控编程方式点位连续轨迹运动控制②动作形态4-6个自由度6个以上自由度直角坐标多关节型圆柱坐标坐标

2、形式极坐标电动气动液压③驱动方式弧焊：CO2/MAG/MIG/TIG/Plasma/Laser装配搬运④用途涂胶点焊：交流/直流/凸焊切割：Plasma/Laser/水/火焰……3.机器人结构形式及特点：①机器人的运动自由度：机器人结构属于空间结构，主要运动形式：移动、转动机器人自由度：机器人机构能够独立运动（包括移动和转动）的关节（杆件）的数目。6自由度：3个自由度：空间定位3个自由度：姿态控制各种运动机构的表示符号序号运动方式运动机能符号正面侧面1平行移动2垂直移动3回转14回转25摆动16摆动27行走8固定基础Moto

3、manMA1400机器人的主要技术参数抓重：表明机器人的负载能力3Kg自由度：可控制的轴数6轴重复定位精度：运动控制水平±0.08mm运动速度：本体机构设计220°/s-610°/s（各轴）运动范围：本体机构设计最大工作半径1434mm机器人本体重量：130Kg驱动方式：交流伺服ACServo定位方式：绝对编码器ABS存储容量：200,000步+10,000条指令②机器人的动作形态和坐标系：1）圆柱坐标型机器人：运动范围：圆柱体特点：占地面积小活动范围大结构紧凑定位精度高缺点：负载能力较差用途：装配等θZRTφ2）极坐标型机

4、器人：运动范围：球体特点：占地面积小活动范围大动作较灵活缺点：定位精度较低用途：早期机器人点焊、搬运θφ1Rφ2T3）直角坐标型机器人：运动范围：立方体特点：结构简单活动范围大运动直观性强缺点：占地面积大定位精度较低动作灵活性较差用途：大型机器人XZYφT4）多关节型机器人：运动范围：近似于球体特点：通用性强动作灵活活动范围大缺点：运动直观性差运动控制较复杂用途：通用型SLURBT一般电弧焊工件的外形轮廓尺寸分布长度方向≤250250–500500–10001000–1500≥1500长(L)15%40%30%10%5%宽(

5、W)40%30%20%5%5%高(H)70%15%10%3%2%单位：mm水平面（长×宽）：85-90%≤1000mm×1000mm垂直面（高）：85%≤500mm二、机器人的腕部结构焊接机器人的腕部动作：焊接机器人的腕部与焊枪是刚性连接的可视为一体式结构由于焊接操作(特别是电弧焊)的特殊性，要求机器人腕部设计考虑以下三个方面：1）焊枪姿态控制的灵活性2）实现曲线焊缝的灵活性3）实现焊枪摆动的灵活性最初的2轴现在的3轴2.机器人的腕部结构：三、机器人的机构运行定位与缓冲：机器人运行的最基本要求：运动平稳、重复定位精度高以上要

6、求主要涉及：机器人机械结构设计、控制器（控制和驱动）设计影响机器人运动稳定性：惯性冲击力、定位方式、结构刚性、控制系统品质1）惯性冲击力F=W·ΔV/Δt/g=W·dv/dt/gF：惯性冲击力W：机器人运动构件总重量ΔV：运动速度变化量Δt：冲击力作用时间dv/dt↑→F↑Vt2.防振：2）定位方式定位方式决定了机构的运动/位置精度接近开关：0.1–1mm机械挡板：0.01–0.1mm编码器：0.036°（2500线，4分频）振动问题影响运动精度（轨迹精度、定位精度）机器人的振动：机械结构共振和速度冲击振动END3.机械手概

7、念图S：Turning/SweepL：LowerArmU：UpperArmR：WristRollB：Bend/PitchT：WristTwist本体示教盒控制柜焊接机器人系统原理图