工业机器人ppt课件.ppt

第二节机器人的定义与分类工业机器人机械结构的三大件机器人运动功能常用图形符号四、分类

1、按结构分类2、按发展进程分类
3、按控制方法分类
4、按功能分类
五、应用领域
1、恶劣、危险的工作场合
如：爬壁机器人
冲床上、下料
采矿
水下作业
2、特殊作业场合：对人来说力所不能及的地点
如：外太空航天飞机
3、自动化生产领域
如：焊接机器人--汽车制造厂承重大梁、车身结构的焊接；
材料搬运—码垛、卸货；
检测机器人—零件制造过程中的检测
装配机器人—较复杂的作业过程，即要检测装配作业过程中的误差，又要试图纠正这种误差
喷漆、喷涂机器人
第三节机器人的组成及运动二、工业机器人技术参数（制造商在供货时提供的技术数据）
1、自由度：机器人所具有的独立坐标轴运动的数目；
2、精度：定位精度和重复定位精度。定位精度是指机器人手部实际到达位置与目标位置之间的差异。重复定位精度是指机器人重复定位其手部于同一目标位置的能力。3、工作范围：机器人手臂末端或手腕中心所能到达的所有点的集合，也叫工作区域；

4、最大工作速度
1）工业机器人主要自由度上最大的稳定速度；
2）工业机器人手臂末端最大的合成速度。
5、承载能力：机器人在工作范围内的任何位姿上所能承受的最大质量。其大小取决于：
1）负载的质量；
2）机器人运行的速度、加速度的大小、方向。
通常指高速运行时的承载能力。第二章机器人驱动系统设计第一节液压驱动一、直线液压缸二、旋转执行元件三、电液伺服阀四、采用液压驱动的优、缺点
优点：
1、易达到较高的单位面积压力（通常2.5~6.3MPa），可获得较大的推力或转矩；
2、压力油可压缩性小，可得到较高的位置精度；
3、液压传动中，力、速度和方向易实现自动控制；
4、具有防锈性和自润滑的性能。
缺点：
1、油液粘度随温度变化而变化，影响工作性能；
2、液体的泄露难以克服，这就要求液压元件有较高的精度和质量，从而提高了造价；
3、要提供滤油装置。第二节气压驱动第三节直流电机驱动3、直流伺服电机的种类：
三、直流伺服电机的选择
（一）初选电机
选择电机，首先要考虑电机必须能够
提供负载所需要的瞬间转矩和转速，就是能够提供克服峰值所需要的功率。其次，当电机的工作周期可以与其发热时间常数相比较时，必须考虑电机的热定额问题，通常以负载的均方根功率作为确定电机发热功率的基础。
如果要求电机在峰值下以峰值转速驱动负载，则电机功率可按下式估算：
如果电机长期连续地工作在变载荷之下时，比较合理的是按负载均方根功率估算电机功率：（发热校核、转矩过载校核略）

初选电机后，一系列的技术数据，如额定转矩、额定转速、额定电压、额定电流、转子转动惯量，均可由产品目录直接查得或经过计算求得。

值得注意的是，电机的选择不仅取决于功率，还取决于系统的动态性能要求、稳定精度、低速平稳性、电源是直流还是交流等因素。（二）电机的转矩特性
四、总传动比的选择
（一）负载力矩特性
要考虑两种情况：
1、峰值力矩：经常在机器人关节处电机起动时出现，也是电机最严重的工作情况；2、均方根力矩：电机在长期连续变载荷工作下的情况。

（二）折算最佳总传动比
1、折算峰值力矩最小的最佳总传动比

2、折算均方根力矩最小的最佳总传动比第四节步进电机驱动2、三相六拍运行方式
二、步进电机的选择2、步距角
定义：每输入一个电脉冲信号转子转过的角度（指机械角度）。
步进电机就是为了转子转动时具有固定的步进位置而设计的。步进电机的步距角范围很广，从0.75~30度不等。
步距角的大小是如何确定的：
1）齿距角：转子相邻两齿间的夹角。

2）步距角：转子每步转过的空间角度三、步进电机的驱动第三章机器人机械系统设计第一节总体设计1、直角坐标式机器人
主要用于生产设备的上下料，也可用于高精度的装配和检测作业。其主体结构具有三个自由度，通常要求手臂能垂直上下移动，并可沿滑架和横梁上的导轨进行水平面内二维移动。手腕的自由度多少视用途而定。
2、圆柱坐标机器人
主体结构具有三个自由度：腰转、升降、手臂伸缩。手腕通常采用两个自由度：绕手臂纵向轴向转动、与手臂垂直的水平轴线转动。3、球面坐标式机器人4、关节坐标式机器人
主体结构有三个自由度：腰转关节、肩关节、肘关节。全部是转动关节。手腕上三个自由度（俯仰、偏转、翻转）也都是转动关节。各种结构类型特点二、材料的选择1、材料选择的基本要求
与一般机械设备相比，机器人结构的动力特性是十分重要的，这是材料选择的出发点。
1）强度高：机器人的臂是直接受力的构件，高强度材料不仅能满足机器人臂的强度条件，而且可望减少臂杆的截面尺寸，减轻重量；
2）弹性模量大：构件的刚度（或变形量）与材料的弹性模量E、G有关，弹性模量越大，变形量越小，刚度越大；
3）重量轻：在机器人手臂构件中产生