最新工业机器人的机械设计基础专业知识讲座课件.ppt

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1、机器人组成机器人是一个高度自动化的机电一体化设备。从控制观点来看，机器人系统可以分成四大部分：机器人执行机构、驱动装置、控制系统、感知反馈系统。处理器关节控制器驱动装置执行机构工作对象控制系统感知反馈系统内部传感器（位形检测）外部传感器（环境检测）机器人分类气压驱动按驱动形式液压驱动电驱动直流伺服驱动交流伺服驱动按用途划分（应用领域）（1）工业机器人（步进电机）弧焊机器人点焊机器人搬运机器人装配机器人喷涂机器人抛光机器人机器人分类（2）特种机器人空间机器人水下机器人军用机器人教学机器人服务机器人医用

2、机器人排险救灾机器人固定式移动式轮式履带式足式蛇行机器人的常见构型机器人常见构型1、直角坐标型(3P)2、圆柱坐标型(R2P)3、极坐标型（也称球面坐标型）(2RP)4、关节坐标型(3R)5、平面关节型(SCARA)直角坐标机器人l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圆柱坐标机器人l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

3、式要小；-直线驱动部分密封、防尘较难极坐标机器人l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、防尘问题垂直多关节机器人l结构特点-机构紧凑，动作灵活，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水平多关节机器人（SCARA）l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-SelectiveComplianceAss

4、emblyRobotArm1978年由日本山梨大学牧野洋教授首先提出并联机器人模拟器加工设备微动机构机器人基本概念与关键参数1.2.3.4.5.基本概念重复定位精度：往复运动的物体,每次停止的位置与第一次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：±0.08mm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：±0.08mm分辨率：设备输出最小位移或角度的能力。自由度：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。柔性（适应性）

5、：“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,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。6.7.8.9.基本概念柔性制造系统（FMS）

6、：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。”简单地说,ＦＭＳ是由若干数控设备、物料运贮装置和计算机控制系统组成的并能根据制造任务和生产品种变化而迅速进行调整的自动化制造系统。刚度：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）。强度：强度是指零件承受载荷

7、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。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，完成工作任务。§§§§§§§§§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

8、，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。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§材料机器人运动学机器人运动