工业机器人设计汇总讲课教案.ppt

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1、工业机器人设计汇总第四章：工业机器人设计Ⅳ第一节概述第二节工业机器人的机械结构系统设计第三节工业机器人在机械制造系统中的应用4.1概述工业机器人的定义及工作原理1工业机器人的构成及分类2工业机器人的主要特性表示方法3工业机器人的设计方法4Ⅳ4.1.1工业机器人的定义及工作原理（一）机器人的定义我国国家标准GB/T12643——90将工业机器人定义为“是一种能自动控制、可重复编程、多功能、多自由度的操作机，能搬运材料、工件或操持工具，用以完成各种作业”。Ⅳ（二）工业机器人的基本工作原理工业机器人的基本工作原理：通过操作机上各运动构件的运动，自动的实现手部作业的动作功能

2、及技术要求。工业机器人的定义及工作原理1工业机器人的构成及分类2工业机器人的主要特性表示方法3工业机器人的基本设计方法44.1概述Ⅳ4.1.2工业机器人的构成及分类工业机器人的构成：操作机、驱动单元、控制装置操作机是机器人的机械本体，也可称为主机。通常由末端执行器（又称手部）、手腕、手臂（又可分为大臂和小臂）及机座（又称机身或立柱）组成。驱动单元由驱动装置（如电动机、液压或气压装置）、减速器和内部检测元件等组成，为操作机各运动部件提供动力和运动。控制装置由检测和控制两部分组成，用来控制驱动单元，检测其运动参数并进行反馈。4.1.2工业机器人的构成及分类操作机由末端执

3、行器、手腕、手臂及机座组成。Ⅳ图4-1工业机器人系统的组成1—机座2—控制装置3—操作机4.1.2工业机器人的构成及分类Ⅳ图4-2PUMA机器人操作机a)结构简图b)运动功能简图4.1.2工业机器人的构成及分类Ⅳ（二）工业机器人的分类1、按机械结构类型分类：关节型机器人、球坐标型机器人、圆柱坐标型机器人、直角坐标型机器人。2、按用途分类：焊接机器人、冲压机器人、浇注机器人、搬运机器人、装配机器人、喷漆机器人、切削加工机器人、检测机器人等。3、按控制方式、机器人的功能水平等分类方式。4.1.2工业机器人的构成及分类图4-3机器人的机械结构类型：a)关节型b)球坐标型c

4、)圆柱坐标型d)直角坐标型Ⅳ4.1.2工业机器人的构成及分类2、按用途分类：焊接机器人、装配机器人......空间曲线焊接机器人Ⅳ4.1.2工业机器人的构成及分类3、机器人按控制方式分类Ⅳ操作型机器人能自动控制，可重复编程，多功能，有几个自由度，可固定或运动，用于相关自动化系统中。程控型机器人按预先要求的顺序及条件，依次控制机器人的机械动作。示教再现型机器人通过引导或其它方式，先教会机器人动作，输入工作程序，机器人则自动重复进行作业。数控型机器人不必使机器人动作，通过数值、语言等对机器人进行示教，机器人根据示教后的信息进行作业。4.1.2工业机器人的构成及分类Ⅳ感觉

5、控制型机器人利用传感器获取的信息控制机器人的动作。适应控制型机器人机器人能适应环境的变化，控制其自身的行动。学习控制型机器人机器人能“体会”工作的经验，具有一定的学习功能，并将所“学”的经验用于工作中。智能机器人以人工智能决定其行动的机器人。4.1.2工业机器人的构成及分类Ⅳ双足仿人机器人管道机器人4.1.2工业机器人的构成及分类Ⅳ排爆机器人有触觉的水下机器人工业机器人的定义及工作原理1工业机器人的构成及分类2工业机器人的主要特性表示方法3工业机器人的设计方法44.1概述Ⅳ4.1.3工业机器人的主要特性表示方法（一）坐标系坐标系按右手确定（右图）；关节坐标系的确定（

6、下图）；确定基准状态；关节坐标轴轴线位置的选取；关节坐标方向的选取。Ⅳ4.1.3工业机器人的主要特性表示方法Ⅳ（二）机械结构类型用结构坐标形式和自由度表示。自由度是表示工业机器人动作灵活程度的参数，以直线运动和回转运动的独立运动数表示（三）工作空间工作空间是指工业机器人正常运行时，手腕参考点能在空间活动的最大范围。（四）其他特性用途、负载、速度、控制、分辨率等。图4-6机器人的工作空间工业机器人的定义及工作原理1工业机器人的构成及分类2工业机器人的主要特性表示方法3工业机器人的设计方法44.1概述Ⅳ4.1.4工业机器人的设计方法（一）总体设计：Ⅳ1、基本技术参数的选

7、择（额定负载、额定速度、驱动方式、用途、作业空间、性能指标）；2、总体方案设计（运动功能方案设计、传动系统方案设计、结构布局方案、参数设计、控制系统方案设计、总体方案评价）（二）结构和工艺设计装配图设计、零件图设计、控制系统设计；（三）总体评价对总体设计方案进行评价，预测其是否能满足所需设计指标的要求4.2工业机器人的机械结构系统设计工业机器人的手臂和机座1工业机器人的手腕2工业机器人的末端执行器3Ⅳ4.2.1工业机器人的手臂和机座工业机器人机械结构系统由机座、手臂、手腕、末端执行器和移动装置组成。Ⅳ工业机器人的手臂由动力关节和连接杆件构成，用以支承和调整手腕和