工业机器人--课件(2).pptVIP

四、工业机器人的发展趋势 四、工业机器人的发展趋势 四、工业机器人的发展趋势 第二节工业机器人的自由度和技术参数 一、自由度 自由度是工业机器人设计的主要参数，每一个构件（即运动件）相对固定坐标系所具有的独立运动称为自由度。 工业机器人的手臂和腰部的运动称为主运动，因为它们能改变被抓取工件在空间的位置；手腕和手指的运动称为辅助运动，手腕的运动改变被抓取工件的方位（即姿势）。以上运动均计为工业机器人的自由度，而手指的夹放动作不能改变工件的位置和方位，故它不计为自由度。 自由度是表达机器人操作机动作的通用性和灵活性的一个指标。自由度数越多，可以完成的动作越复杂，通用性越强，应用范围也越广，但是相应地带来了技术难度大、控制系统和机构结构复杂、机器人本身的体积和重量增加、成本高和维修困难。相反，自由度数少，通用性差，但技术上容易达到，结构简单、使用和维修均方便。因此应根据生产工艺过程的要求确定其自由度数。 二、机器人运动简图 在设计与研究机器人的传动结构时，必须首先画出机器人的传动示意图，以便对现有的机器人进行分析，对新设计的机器人的传动方案进行比较以确定最佳方案，故通常用简单的运动符号表示。 用图形符号表示机器人手臂、手腕、手指等运动的图形称为运动简图。这种运动简图既可在一定程度上说明机器人的运动情况，又有利于进行初步方案的比较。 运动符号 名 称 图形符号 名 称 图形符号 正视 侧视 正视 侧视 移 动 副 螺 旋 副 球 面 副 回 转 副 末端 执行 器 基 座 a)直角坐标型 b)圆柱坐标型 c)极坐标型 d)关节型 三、工业机器人的技术参数 1.提取重量 2.自由度数和坐标型式 3.运动行程 4.运动速度 5.位置精度 6.程序编制及存储容量 1.提取重量 提取重量是用来表明机器人负荷能力的技术参数，这项参数与机器人的运行速度有关，一般指其正常运行时所能提取的工件重量。当机器人运行速度可调时，低速运行所能提取工件的最大重量较高速运行要大，为安全起见亦有将高速时所能提取的工件重量作为指标。 根据提取重量的不同范围，机器人大致分为： 微型——提取重量在10N以下； 小型——提取重量在10～100N； 中型——提取重量在100～1000N； 大型——提取重量在1000～10000N； 超大型——提取重量在10000N以上。 目前应用的机器人中，中小型占绝大多数。 2.自由度和坐标型式 机器人的自由度数和坐标型式的选择，应根据前述的原则选取，一般机器人具有4~5个自由度，而一些专用的机器人往往只有2~3个自由度即可满足工作要求。 3.运动行程 运动行程（指直线距离或回转角度），即臂部、腕部、整个机器人各自由度的变动量。根据运动行程，结合其运动型式，可计算出机器人的工作范围。 机器人的工作范围与人工操作时所能控制的空间范围类比如下： ≤0.01 m3— 相当于人工进行微小，精细的操作； ＞0.01～1 m3 —相当于人工坐着操作； ＞1～10 m3 —相当于人工站着或略有走动的操作； ＞10 m3 —相当于人工巡回操作。 目前应用的工业机器人的工作范围大多相当于坐着和站着作业状态。 运动速度是反映机器人性能的一项重要技术参数，它与机器人的提取重量、位置精度等参数都有密切的关系，同时也直接影响着机器人的运动周期。 一般说的运动速度，是指其最大运行速度。 目前，国内外通用机器人的最大直线运行速度大部分在1000mm/s以下，最大回转运行速度一般不超过120°/s ,一般应用的直线速度常在200～300mm/s，回转速度在50°/s左右。 4.运动速度 5.位置精度 位置精度是衡量机器人工作质量的又一项重要指标。位置精度包括位置设定精度和重复位置精度两种，一般所说的位置精度是指重复位置精度。 位置精度的高低取决于位置控制方式以及机器人运动部件本身的精度和刚度，而与提取重量、运行速度等也有密切关系。 6．程序编制及存储容量 这个技术参数是用来说明机器人的控制方式，即程序编制和存储方法，存储容量(包括程序数和位置信息量)的大小则表明机器人作业能力的复杂程度及改变程序时的适应能力和通用程度。存储容量大，则适应性强，通用性高，从事复杂作业的能力强。 第三节 工业机器人控制技术 一、概述 工业机器人的主要任务就是精确和可重复地将末端执行器从一个方位移到另一个方位，与传统