《机器人机械系统》PPT课件

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1、工业机器人分类1基本概念与关键参数2机器人关键功能部件3机器人典型传动结构与元器件4工业机器人机械本体设计机器人典型结构5机器人机械结构指其机器人机械结构指其机体结构和机械传动系统，也是机器人的支承基础和执行机构。本章以机器人的支承基础和执行机构。本章以工业机器人为主要对象为主要对象介绍机器人主要组成部分的结构形式和特点工业机器人机械本体设计2.1工业机器人分类按手臂机构的结构型式分直角坐标型圆柱坐标型极坐标型垂直多关节型水平多关节型并联机器人一般工业机器人为6个自由度：前三个称为手臂机构；后三个称为手腕机构直角坐标

2、机器人结构特点在直角坐标空间内解耦，空间轨迹易于求解；易于实现高定位精度；当具有相同的工作空间时，本体所占空间体积较大这也是大多数数控设备采用这种结构形式的原因工业机器人分类圆柱坐标机器人结构特点在圆柱坐标空间内解耦；能够伸入型腔式空间；相同工作空间，本体所占空间体积比直角坐标式要小；直线驱动部分密封、防尘较难工业机器人分类结构特点-所占空间体积小，机构紧凑；-往往需要将极坐标转化成我们习惯的直角坐标，轨迹求解较难；-直线驱动同样存在密封、防尘问题极坐标机器人工业机器人分类垂直多关节机器人结构特点-机构紧凑，动作灵活

3、，工作空间大；-能绕过基座周围的一些障碍物；-适合电机驱动，关节密封、防尘比较容易相邻关节轴线垂直或水平工业机器人分类水平多关节机器人（SCARA）结构特点-作业空间与占地面积比很大，使用起来方便；-沿升降方向刚性好，尤其适合平面装配作业SCARA-SelectiveComplianceAssemblyRobotArm1978年由日本山梨大学牧野洋教授首先提出工业机器人分类并联机器人模拟器加工设备微动机构工业机器人分类2.2机器人基本概念与关键参数机器人基本概念1.重复定位精度：往复运动的物体,每次停止的位置与第一次

4、调定的位置之间角度或长度的差值。差值越小,精度越高。描述方式：±0.08mm2.精度：观测结果、计算值或估计值与真值（或被认为是真值）之间的接近程度。描述方式：±0.08mm3.分辨率(Resolution)：设备输出最小位移或角度的能力。4.自由度(DegreeofFreedom)：完全确定一个物体在空间位置所需要的独立坐标数目，叫做这个物体的自由度。5.柔性（适应性）：“柔性”是相对于“刚性”而言的,传统的“刚性”自动化生产线主要实现单一品种的大批量生产。其优点是生产率很高,由于设备是固定的,所以设备利用率也很高

5、,单件产品的成本低。但价格相当昂贵,且只能加工一个或几个相类似的零件,难以应付多品种中小批量的生产。随着批量生产时代正逐渐被适应市场动态变化的生产所替换,一个制造自动化系统的生存能力和竞争能力在很大程度上取决于它是否能在很短的开发周期内,生产出较低成本、较高质量的不同品种产品的能力。柔性已占有相当重要的位置。6.柔性制造系统（FMS）：柔性制造系统是由数控加工设备、物料运储装置和计算机控制系统组成的自动化制造系统,它包括多个柔性制造单元,能根据制造任务或生产环境的变化迅速进行调整,适用于多品种、中小批量生产。”7.刚

6、度：刚度是指零件在载荷作用下抵抗弹性变形的能力。零件的刚度（或称刚性）常用单位变形所需的力或力矩来表示，刚度的大小取决于零件的几何形状和材料种类（即材料的弹性模量）。8.强度：强度是指零件承受载荷后抵抗发生断裂或超过容许限度的残余变形的能力。也就是说，强度是衡量零件本身承载能力（即抵抗失效能力）的重要指标。强度是机械零部件首先应满足的基本要求。9.示教再现：具有记忆再现功能的机器人。操作者预先进行逐步示教，机器人记忆有关作业程序、位置及其他信息，然后按照再现指令，逐条取出解读，在一定精度范围内重复被示教的程序，完成工

7、作任务。机器人基本概念机器人关键参数自由度数衡量机器人适应性和灵活性的重要指标，一般等于机器人的关节数。机器人所需要的自由度数决定与其作业任务。负载能力机器人在满足其它性能要求的前提下，能够承载的负荷重量。运动范围机器人在其工作区域内可以达到的最大距离。它是机器人关节长度和其构型的函数。精度指机器人到达指定点的精确程度。与机器人驱动器的分辨率及反馈装置有关。机器人关键参数重复定位精度指机器人重复到达同样位置的精确程度。它不仅与机器人驱动器的分辨率及反馈装置有关，还与传动机构的精度及机器人的动态性能有关。控制模式引导或

8、点到点示教模式；连续轨迹示教模式；软件编程模式；自主模式。运动速度单关节速度；合成速度电源与电源容量动态特性—稳定、柔顺材料2.3机器人关键功能部件电机减速器步进电机：混合式两相、五相伺服电机：直流伺服（干扰小、供电限制-电池）：有刷无刷交流伺服电机（大惯量，功率范围大）一、控制精度不同两相混合式步进电机步距角一般为3.6°、1.8°;交流伺服