15工业机器人操作机机构的设计.PPT

* *第十三章 工业机器人机构 及其设计 §13-1 概述 §13-2 工业机器人操作机的分类及主要技术指标 §13-3 机器人操作机的运动分析 §13-4 机器人操作机的静力和动力分析 §13-5 工业机器人操作机机构的设计 返回 §13-1 概 述 机器人是近40年来发展起来的一种高科技自动化生产设备。 工业机器人是机器人的一个重要分支，它的特点是可通过编 程完成各种预期的作业任务，在构造和性能上兼有人和机器人各 自的优点，尤其是体现了人的智能和适应性，机器作业的准确性 和在各种环境中完成作业的能力。因而在国民经济各个领域中具 有广阔的应用前景。 机器人技术涉及力学、机械学、电气液压技术、自控技术、 传感技术和计算机等学科领域，是一门跨学科综合技术。 而机器 人机构学乃是机器人的主要基础理论和关键技术，也是现代机械 原理研究的主要内容。 工业机器人的应用实例： 焊接作业 清洗作业 装配作业 搬运作业 §13-2 工业机器人操作机的分类及主要技术指标 1．工业机器人及操作机 工业机器人是一种能自动控制并可重新编程予以变动的多功 能机器。 它有多个自由度，可用来搬运物料、零件和握持工具， 以完成各种不同的作业。 （1）工业机器人的组成 5自由度焊接机器人 机器人本体部分 执行机构 驱动电机 传动机构 齿轮传动 同步带传动 控制装置 2）机器人各部分关系 3）机器人各部分功能 执行机构 是机器人赖以完成各种作业的主体部分。通常为 开式空间连杆机构。 驱动-传 动机构 执行 机构 工作系统 控制系统 位行检测 智能系统 工业机器人操作机的分类及主要技术指标(2/5) 1）工业机器人通常由执行机构、驱动-传动系统、控制系统 及智能系统部分组成。 它由机座、腰部、 大臂、小臂、腕部及手部组成。 则由感知系统和分析决策系统组成，它分别由传 感器及软件来实现。 控制系统 一般由示教操作盘或控制计算机和伺服控制装置 组成。 前者作用是发出指令协调各有关驱动器之间的运动，同时 要完成编程、示教/再现以及和其它环境状况（传感器信号）、工 艺要求。外部相关设备之间的信息传递和协调工作。 而后者是控 制各关节驱动器使各杆能按预定的运动规律运动。 智能系统 （2）机器人操作机 工业机器人的机械结构部分称为操作机。 即由手臂机构和手腕机构组成。 传动有机械式、 电气式、液压式、气动式和复合式等。而驱动器有步进电机、伺 服电机、液压马达和液压缸等。 驱动-传动机构 由驱动器和传动机构组成。 工业机器人操作机的分类及主要技术指标(3/5) 第二代为感觉型机器人。如有力觉、触觉和视觉等，它具有 对某些外界信号进行反馈调整的能力。目前已进入应用阶段。 第三代为智能型机器人。其尚处于实验研究阶段。 2．操作机的主要类型 （1）直角坐标型（PPP型) （2）圆柱坐标型（PPR型） （3）球坐标型（RRP型） （4）关节型 (RRR型） （3）工业机器人的发展过程 可分为以下三代： 第一代为示教/再现型机器人。它主要由机械系统和控制系统 组成。当前工业中应用最多。 工业机器人操作机的分类及主要技术指标(4/5) 灵活度是指操作机末端执行器在工作（如抓取 物件）时，所能采取的姿态的多少。 自由度是用来确定手部相对机座的位置和姿态 的独立参数的数目。它等于操作机独立驱动的关节数目。由下式 来计算。 3．操作机的主要技术指