机械传动与工业机器人.ppt

四、工业机器人的应用 （一） 汽车制造领域 1.焊接机器人分类：点位控制的、轨迹控制的焊接机器人。 （1）稳定和提高焊接质量，保正其均匀性。 （2）提高劳动生产率，一天可24小時连续生产。 （3）改善工人劳动条件，可在有害环境下工作。 （5）可实现小批量产品的焊接自动化。 2.6 工业机器人机械构件简介 * 焊接机器人系统的示意图 2.6 工业机器人机械构件简介 * 2. 喷涂机器人在使用环境和动作要求上有如下的特点: （1） 工作环境包含易爆的喷涂剂蒸气; （2）沿轨迹高速运动，途经各点均为作业点; （3）多数和被喷涂件都搭载在传送带上，边移动边喷涂，所以它需要一些特殊性能。 2.6 工业机器人机械构件简介 * 喷漆工业机器人系统示意图 2.6 工业机器人机械构件简介 * （二）机械制造领域 机械制造企业的柔性制造系统采用搬运机器人搬运物料、工件和工具，装配机器人完成设备的零件装配，测量机器人进行在线或离线测量。 两台机器人用于自动装配的情况，主机器人是一台具有三个自由度且带有触觉传感器的直角坐标机器人，它抓取第1号(No.1)零件，并完成装配动作；辅助机器人仅有一个回转自由度，它抓取第2号(No.2)零件，第1号和第2号零件装配完成后，再由主机械手完成与第3号(No.3)零件的装配工作。 2.6 工业机器人机械构件简介 * 两台机器人用于自动装配 * 2.6 工业机器人机械构件简介 * 图示是教学型FMS，由一台CNC车床、一台CNC铣床、工件传送带、料仓、两台关节型机器人和控制计算机组成。两台机器人在FMS中服务，一台机器人服务于加工设备和传送带之间，为车床和铣床装卸工件；另一台位于传送带和料仓之间，负责上、下料。 2.6 工业机器人机械构件简介 * 2.6 工业机器人机械构件简介 * （三）其它领域 2.6 工业机器人机械构件简介 * 2.7 机械系统特性 1、系统的输入与输出(运动变换) 一、系统的描述及其传递函数 图 系统的输入与输出框图 ——线性系统的运动变换 * 2、线性变换运动系统动态特性 图 机构特性的一般表示 X ( s ) / Fx (s ) = 1 /[( Jm + JL /i 2 )s2 ] ——动态特性传递函数 2.7 机械系统特性 * 3、非线性变换运动系统动态特性传递函数（用微分方程表示） 其中： 电机机械力 传动部分机械力 2.7 机械系统特性 * 二、变换机构及其运动变换分析 1、齿轮传动机构及其运动变换 3、回转-直线（或直线-回转） 2、挠带传动机构及其运动变换 4、平面机构运动分析 2.7 机械系统特性 * 三、机构静力学特性 机构静力学所研究的问题是： ① 机构输出端所受负载（力或转矩）向输入端的换算； ② 机构内部的摩擦力（或转矩）对输入端的影响； ③ 求由上述各种力或重力加速度引起的机构内部各连杆、轴承等的受力。 2.7 机械系统特性 * 1、负载力（或转矩）向输入端的换算 （1）单输入/单输出系统 力的变换关系： 利用输入功与输出功相等（忽略内部损失） 2.7 机械系统特性 * （2）多输入/多输出系统 输入力（或转矩） 转换关系： 由于δф1、 δф2、…… δфn 相互独立，对第i个输入有： 2.7 机械系统特性 * 2、机构内部摩擦力的影响 （1）线性变换机构 滑动丝杠变换机构 Tx＝Fxr0＝Fyr0 tan（β＋ρ） 2.7 机械系统特性 * （2）非线性变换机构 图 曲柄滑块机构 运动变换： 力等式： 2.7 机械系统特性 * （四）机身及行走机构 具有行走机构的工业机器人 2.6 工业机器人机械构件简介 * 1、机身设计 （1）回转与升降机身 链条链轮传动实现机身回转的原理图 弧焊机器人 2.6 工业机器人机械构件简介 * （2）回转与俯仰机身 回转与俯仰机身示意图 20公斤点焊机器人 2.6 工业机器人机械构件简介 * 2、行走机构设计 （1）固定轨道可移动机器人 该类机器人机身底座安装在一个可移动的拖板座上，靠丝杠螺母驱动，整个机器人沿丝杠纵向移动。除了这种直线驱动方式外，还有类似起重机梁行走方式等。这种可移动机器人主要用在作业区域大的场合，比如大型设备装配，立体化仓库中材料搬运，材料堆垛和储运，大面积喷涂等。 搬运机器人 2.6 工业机器人机械构件简介 * （2）无轨行走机器人 无轨行走机器人必须具备功能完备的