机电一体化概论-邵泽强 第三章1至2节.ppt

典型的喷漆工业机器人系统 2.工业机器人从事危险作业 图3.1.8 弧焊工业机器人系统 1－总机座 2－6轴旋转换位器（胎具） 3－机器人本体控制装置 4－旋转胎具控制装置 5－工件夹具 6－工件 7－焊接电源 图3.1.9 五自由度关节型工业机器人 a) 外观图 b) 传动系统图 1－机座 2、4、17、20、22－驱动电动机 3、8、21－谐波减速器 5－机身 6、18－滚珠丝杠副 7－连杆 9、10、12－手臂连杆 11、14－链条（4条） 13、15、19－链轮（8个） 16－锥齿轮传动 工业机器人由于动作程序和工作点定位(或运动轨迹)可以灵活改变和调整，并且具有较多运动自由度，所以能迅速适应产品改型和品种变化的需要，满足中、小批量生产的需要。 3.工业机器人具有很强的通用性 例如当今的汽车制造业，由于新产品层出不穷，要求车型改变快、投资周期短，使用工业机器人的汽车生产线就能通过程序流程、工位参数的修改等，方便地满足焊点位置、焊点数目和焊点顺序的迅速更改。 4.工业机器人具有独特的柔软性 图3.1.10 工业机器人在FMS中的应用 1－主计算机 2－材料自动仓库机 3－工具、刀具仓库 4－加工中心 5－搬运工业机器人 6－零件仓库 7－装配工业机器人 8－装配工作台 9－零件检查机器人 10－成品检验机器人 11－搬运机器人 12－搬运小车 13－成品仓库 14－小型计算机 无人化的柔性制造系统(FMS) 5.工业机器人具有高度的动作准确性 图3.1.11 SCARA装配机器人 1－机座 2－步进电动机 3－两级齿形带传动 4－手腕 5－气缸 6－第二臂 7－第二臂驱动电动机 8－第一臂 9－第一臂驱动电动机 图3.1.12 RCC结构原理 a) 无偏差 b) 有偏差 1－弹簧 2－板簧 SCARA装配机器人手腕上装有有名的动柔性腕——RCC(Remote Center Compliance)，即顺应中心式手腕.采用这种手腕的手部机构，能根据装配时的位置和倾角偏差产生的附加力，使腕部产生一个微小弹性变形，从而实现自动纠正并减小位置与倾斜偏差，使工件能顺利地被插到相应的孔中去，装配间隙为 6.采用工业机器人可以明显提高生产率和大幅度降低产品成本 例如某机械公司采用由18个工业机器人和数控加工单元组成的生产精密机床的自动化系统，30天完成原人工操作的三个月生产任务，两年收回全部投资。 图3.1.13 模块化组合式工业机器人 P－三自由度手腕 Y－手臂 A－回转台 B－俯仰架 C－液压回转基座 Z－垂直运动 X－水平直线运动 3.2 数控机床 教学目标 1．了解数控技术和数控系统的概念。 2．了解数控技术的发展。 3．熟悉数控机床的组成。 4．了解数控机床的工作原理 5．了解数控系统的组成部分。 6．了解数控机床的特点。 7．了解数控机床的分类。 8．了解开环控制、闭环控制和半闭环控制系统的特点。 3.2.1 数控技术 1.数控系统的概念 数字控制 (Numerical Control) 技术，简称为数控 (NC) 技术，是一种自动控制技术，它用数字指令来控制机床的运动。采用数控技术的自动控制系统称为数控系统。装备了数控系统的机床称为数控机床。 第一代数控：1952～1959年采用电子管构成的专用数控系统（NC）。 第二代数控：从1959年开始采用晶体管电路的NC系统。 第三代数控：从1965年开始采用小、中规模集成电路的NC系统。 第四代数控：从1970年开始采用大规模集成电路的小型通用电子计算机控制的系统（CNC）。 第五代数控：从1974年开始采用微型电子计算机控制的系统（Microcomputer Numerical Control，简称为MNC）。 数控系统的发展 1.数控机床的组成 信息载体、数控系统、机床本体 3.2.2 数控机床的组成与工作原理 （1）信息载体 信息载体又称控制介质，用于记载各种加工信息，如刀具和零件的相对运动数据、工艺参数（进给速度、主轴转速等）和辅助运动等，以控制机床的运动，实现零件的加工。 （2）数控系统 这是数控机床的核心，它的功能是接受输入装置输入的加工信息，完成数控计算、逻辑判断、输入输出控制等功能。计算机数控系统一般由输入输出装置、计算机数控装置、可编程序控制器、伺服驱动装置和位置检测装置等组成。 1）输入输出装置 数控机床操作面板和显示器 2）计算机数控装置 计算机数控装置是数控系统的核心。它的主要功能是将输入装置传送的数控加工程序，经数控系统软件进行译码、插补运算和速度预处理，输出相应的指令脉冲以驱动伺服系统，