工业机器人操作机的设计方法和步骤

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工业机器人操作与编程

工业机器人操作与编程

工业机器人操作与编程
工业机器人是指能够进行多种工业操作的自动化机器人。

它们通常由机械臂、控制系统、传感器和执行器等组成,可替代人力完成繁重的重复工作。

工业机器人的操作与编程是指如何操作机器人完成特定任务以及如何编写程序控制机器人进行自主操作。

工业机器人的操作包括一系列步骤,首先需要进行机器人的启动和调试。

这包括检查机器人各部件的工作状态,确保机器人能够正常工作。

接下来,需要进行机器人的定位和校准。

定位是指确定机器人在工作空间中的位置,而校准则是根据实际的工艺要求,使机器人在工作过程中能够准确地定位和操作。

工业机器人的编程是指根据实际的工艺要求,使用特定的编程语言编写程序,控制机器人进行自主操作。

编程的步骤通常包括任务规划、轨迹规划、速度规划和碰撞检测等。

任务规划是指确定机器人需要完成的任务和动作序列,而轨迹规划则是根据实际的工艺要求,确定机器人的运动轨迹。

速度规划是指确定机器人在运动过程中的速度和加速度,以保证机器人的稳定性和安全性。

碰撞检测则是为机器人添加传感器,并在程序中进行相应的碰撞检测,以避免机器人与周围环境或其他物体发生碰撞。

工业自动化中的机器人操作流程设计与优化

工业自动化中的机器人操作流程设计与优化

工业自动化中的机器人操作流程设计与优化随着科技的发展,工业自动化成为现代工业领域的重要组成部分。

在工业自动化中,机器人被广泛应用于生产线上的各个环节,从而提高了生产效率、降低了劳动强度,保障了产品质量。

然而,机器人的操作流程设计与优化对于实现高效、安全、精准的生产过程至关重要。

机器人操作流程设计包括以下几个方面:1. 任务分析与规划:首先需要对机器人要完成的任务进行分析与规划。

这包括对生产线上各工序的任务进行分解,确定机器人需要完成的具体操作,以及确定操作顺序和任务优先级。

2. 动作规划与路径规划:机器人在执行任务时,需要根据任务要求规划其运动轨迹。

动作规划涉及机器人的姿态控制、末端执行器的位置控制等方面;路径规划则是确定机器人运动轨迹中各个关节的运动轨迹,以避免碰撞和提高运动效率。

3. 传感器与视觉系统的应用:机器人操作过程中,通过传感器和视觉系统可以获取环境信息,从而实现对目标物体的感知、识别和定位。

例如,通过激光传感器检测障碍物,利用视觉系统识别产品的尺寸和特征等。

传感器与视觉系统的应用可以提高机器人的精度、灵活性和安全性。

4. 状态监测与故障诊断:在机器人操作过程中,需要对其状态进行监测和诊断,以及对可能出现的故障进行预测和处理。

这可以通过传感器获取机器人关节角度、电机转速等信息,并进行实时监测和数据分析。

一旦发现异常情况,及时进行故障诊断和处理,以确保机器人的正常运行。

5. 人机交互与安全措施:在机器人操作过程中,设计良好的人机交互界面可以方便操作人员与机器人进行交互和控制,从而提高操作的效率和准确性。

另外,应考虑设置机器人的安全保护措施,如安全光幕、急停按钮等,以确保人员在接触机器人时的安全性。

针对机器人操作流程的优化,以下几点值得注意:1. 任务并行与任务调度:通过合理规划机器人的操作流程,可以实现多个任务的并行执行。

例如,在生产线上,针对不同产品的加工任务,可以同时调度多个机器人并行操作,以提高生产效率。

工业机器人操作与编程教案

工业机器人操作与编程教案

工业机器人操作与编程教案【知识文章】工业机器人操作与编程教案一、引言工业机器人已经成为现代制造业中不可或缺的重要工具。

随着科技的进步,工业机器人的应用范围越来越广,其操作与编程也越来越复杂。

本文将以深度和广度的方式,全面评估工业机器人操作与编程,并提供一份有价值的教案,旨在帮助读者深入理解并掌握这一主题。

二、工业机器人操作与编程基础1. 工业机器人定义与分类工业机器人是一种能够自动执行各种任务的多关节机械装置。

根据其结构和功能,可以将工业机器人分为轨迹式、SCARA、Delta等多种类型。

了解不同类型的工业机器人是操作与编程的基础。

2. 工业机器人操作流程工业机器人操作流程包括机器人上电、重置、示教、程序输入等环节。

掌握操作流程可以使操作过程更加顺利、高效。

3. 工业机器人编程语言工业机器人编程语言主要包括Rapid、KRL、V+等。

了解编程语言并具备一定的编程技能,可以让机器人完成更复杂、灵活的任务。

三、工业机器人操作与编程进阶1. 工业机器人路径规划路径规划是指机器人在执行任务时,通过计算出最佳路径,以达到高效、准确的操作目标。

路径规划算法的选择和优化是工业机器人编程的重要环节。

2. 工业机器人感知技术工业机器人通过传感器获取外部环境的信息,并基于这些信息做出决策和调整。

了解感知技术能够使机器人具备更强的自适应能力和灵活性。

3. 工业机器人与人机协作随着人工智能和机器学习技术的发展,工业机器人与人机协作成为研究的热点。

探索工业机器人与人类之间的无缝协作,对于提高工作效率和安全性具有重要意义。

四、我的观点与理解在我看来,工业机器人操作与编程是当前和未来制造业发展的重要方向。

随着技术的不断进步,工业机器人将在更多领域得到应用,如汽车制造、电子设备生产等。

掌握工业机器人操作与编程的技能不仅可以提高工作竞争力,还能够为制造业的转型升级做出贡献。

工业机器人的不断发展也带来了一些挑战和问题。

如何保障工业机器人的安全性和人机协作的平衡,如何解决机器人编程的复杂性等。

机械人的设计原则和方法

机械人的设计原则和方法

工业机器人操作机操作机整机设计原则和设计方法1. 操作机整机设计原则(1)最小运动惯量原则由于操作机运动部件多,运动状态经常改变,必然产生冲击和振动,采用最小运动惯量原则,可增加操作机运动平稳性,提高操作机动力学特性。

为此,在设计时应注意在满足强度和刚度的前提下,尽量减小运动部件的质量,并注意运动部件对转轴的质心配置。

(2)尺度规划优化原则当设计要求满足一定工作空间要求时,通过尺度优化以选定最小的臂杆尺寸,这将有利于操作机刚度的提高,使运动惯量进一步降低。

(3)高强度材料选用原则由于操作机从手腕、小臂、大臂到机座是依次作为负载起作用的,选用高强度材料以减轻零部件的质量是十分必要的。

(4)刚度设计的原则操作机设计中,刚度是比强度更重要的问题,要使刚度最大,必须恰当地选择杆件剖面形状和尺寸,提高支承刚度和接触刚度,合理地安排作用在臂杆上的力和力矩,尽量减少杆件的弯曲变形。

(5)可靠性原则机器人操作机因机构复杂、环节较多,可靠性问题显得尤为重要。

一般来说,元器件的可靠性应高于部件的可靠性,而部件的可靠性应高于整机的可靠性。

可以通过概率设计方法设计出可靠度满足要求的零件或结构,也可以通过系统可靠性综合方法评定操作机系统的可靠性。

(6)工艺性原则机器人操作机是一种高精度、高集成度的自动机械系统,良好的加工和装配工艺性是设计时要体现的重要原则之一。

仅有合理的结构设计而无良好的工艺性,必然导致操作机性能的降低和成本的提高。

2.操作机的设计方法和步骤(1)确定工作对象和工作任务开始设计操作机之前,首先要确定工作对象、工作任务。

1)焊接任务:如果工作对象是一辆汽车或是一个复杂曲面的物体,工作任务是对其进行弧焊或点焊,则要求机器人的制造精度很高,弧焊任务对机器人的轨迹精度和位姿精度及速度稳定性有很高的要求,点焊任务对机器人的位姿精度有很高的要求,两种任务都要求机器人具备摆弧的功能,同时要能在狭小的空间内自由地运动,具备防碰撞功能,故机器人的自由度至少为六个。

工业机器人实训说明书指导书

工业机器人实训说明书指导书

工业机器人实训说明书指导书
1.简介
本实训说明书旨在帮助学生了解工业机器人的基本原理、结构和操作方法,以及如何进行机器人编程和调试。

通过实训,学生可以掌握机器人的控制技能,提高实践能力和解决问题的能力。

2.实训目标
本次实训的目标是使学生能够熟练掌握工业机器人的基本操作方法和编程技能,了解机器人的结构和工作原理,并能够独立完成机器人的编程和调试任务。

3.实验器材
本次实训使用的器材包括:工业机器人、控制器、传感器、执行器等。

4.实验步骤
(1)安装机器人:将机器人放置在工作台上,并连接好电源和控制器。

(2)编写程序:使用编程软件编写机器人程序,包括运动轨迹、速度控制、传感器检测等功能。

(3)调试程序:将编写好的程序上传到控制器中,并进行调试,确保机器人能够按照预期的运动轨迹和速度运行。

(4)运行机器人:启动控制器,让机器人开始运行,观察其运动情况,
并进行必要的调整和修改。

(5)结束实验:关闭控制器和机器人,清理实验器材。

5.注意点
(1)在进行机器人编程时,要注意安全问题,避免机器人与人员或障碍物发生碰撞。

(2)在调试程序时,要仔细检查各个参数的设置是否正确,以确保机器人能够正常运行。

(3)在运行机器人时,要密切观察其运动情况,及时发现并处理异常情况。

(4)在结束实验后,要及时清理实验器材,保持实验室的整洁和安全。

以上是一份简单的工业机器人实训说明书指导书,具体的实训步骤和注意事项可能会因不同的实验要求而有所不同。

工业机器人操作指南

工业机器人操作指南

工业机器人操作指南第一部分:工业机器人基本知识1.1工业机器人的定义和类型1.2工业机器人的组成部分一个典型的工业机器人由机器人本体、控制系统、传感器和执行器组成。

机器人本体包括机械臂、末端执行器等;控制系统主要包括控制器和编程设备;传感器用于感知周围环境;执行器用于完成动作。

第二部分:工业机器人的操作步骤2.1准备工作在操作工业机器人之前,需要进行以下准备工作:1)确保机器人和周围区域没有杂物;2)检查机器人的电源和气源是否正常;3)确保机器人和控制器连接正常;4)检查机器人的工作区域是否符合安全要求。

2.2编写机器人程序在开始操作机器人之前,需要编写机器人程序。

机器人程序一般使用专门的编程语言或者图像化编程工具进行编写,根据具体的工作需求编写机器人的动作序列和逻辑控制。

2.3运行程序将编写好的机器人程序上传到机器人的控制系统中,并按照操作步骤启动程序运行。

2.4监控机器人运行在机器人程序运行期间,需要不断监控机器人的运行状态,包括机械臂的位置、传感器的反馈等。

如果发现异常情况,需要及时停止机器人运行并进行修复。

2.5维护和保养定期对机器人进行维护和保养,包括清洁机械部件、检查电气连接、润滑关键部位等,以确保机器人的正常运行和寿命。

第三部分:工业机器人的安全注意事项3.1安全区域设置在机器人的工作区域内设置安全区域,禁止人员进入,以防止意外伤害。

3.2安全物料处理在操作机器人时,需要注意处理安全物料,以防止对机器人或操作人员造成危害。

3.3避免碰撞在机器人运行期间,需要避免机器人与其他物体发生碰撞,避免损坏机器人或其他设备。

3.4停止按钮在机器人运行过程中,需要设置停止按钮,以便在紧急情况下能够及时停止机器人运行。

3.5操作人员培训和防护装备对于操作机器人的人员,需要进行培训,掌握机器人的操作技能,并配备必要的防护装备,以保证人员的安全。

总结:在操作工业机器人时,需要了解工业机器人的基本知识,进行准备工作,编写机器人程序,并进行运行监控和维护保养。

工业机器人的编程与操作方法

工业机器人的编程与操作方法

工业机器人的编程与操作方法工业机器人是一种高度自动化的设备,可以完成各种任务,如搬运、装配、焊接等。

为了使机器人能够准确、高效地完成任务,需要进行编程和操作。

本文将介绍工业机器人的编程和操作方法。

一、编程方法1. 离线编程:离线编程是在计算机上进行机器人程序的编写和模拟。

首先,需要使用专业的机器人软件,如ABB RobotStudio、KUKA Sim、Fanuc RJ3等。

然后,通过图形界面或编程语言来编写机器人程序。

离线编程可以在计算机上进行,无需将机器人放置在生产线上,节省了时间和资源。

完成程序编写后,可以通过模拟功能进行程序仿真,以确保程序的可行性和准确性。

2. 在线编程:在线编程是在实际生产环境中对机器人进行编程。

这种编程方法需要专业的编程设备和软件。

首先,需要连接计算机和机器人,并确保通信正常。

然后,使用机器人控制器上的编程语言或机器人操作界面进行编写。

在线编程可以实时修改和调试程序,但需要在现场进行,可能会受到实际环境的限制。

二、操作方法1. 手动操作:手动操作是指通过外部操作设备,如手柄或按钮,来操控机器人完成任务。

手动操作通常用于机器人的调试和测试阶段,可以在不编写复杂程序的情况下对机器人进行控制。

但手动操作的精度较低,只适用于简单、粗略的操作。

2. 自动操作:自动操作是指通过事先编写好的程序,使机器人按照预定的路径和动作来完成任务。

自动操作需要在编程阶段对机器人的动作进行规划和设定,确保机器人可以准确无误地完成任务。

自动操作可以提高生产效率和产品质量,减少人为错误。

三、编程语言1. 基于图形界面的编程语言:图形界面编程语言是一种以图形元件为基础的编程语言,如ABB RobotStudio的RobotWare、KUKA Sim的KRL等。

这些编程语言通过拖拽和连接图形元素来编写机器人程序,使编程变得更加直观和易于理解。

它们适用于初学者和非专业人员,但在处理复杂的逻辑和算法时可能有限。

工业机器人编程的基础教程

工业机器人编程的基础教程

工业机器人编程的基础教程随着工业4.0的不断发展和智能化生产的广泛应用,工业机器人的需求日益增加。

工业机器人作为自动化生产的重要组成部分,其编程是实现其功能的关键。

因此,掌握工业机器人编程的基础知识变得尤为重要。

一、工业机器人编程简介工业机器人编程是指通过指令集和程序设计语言来控制工业机器人完成特定的任务。

在编程之前,我们需要了解以下几个基本概念:1. 机器人坐标系统:机器人在空间中的位置和姿态信息,常用的坐标系统有笛卡尔坐标系、关节坐标系和运动学坐标系等。

2. 末端执行器:机器人手臂末端的工具装置,例如夹具、工具头等。

3. 运动学:机器人末端执行器的运动学特性,包括位置、速度和加速度等。

4. 任务点:机器人需要执行的特定位置或姿态。

以上概念是进行工业机器人编程的基础,了解清楚这些概念是我们学习编程的第一步。

二、常见的工业机器人编程语言工业机器人编程语言多种多样,下面我们介绍几种常见的编程语言:1. RAPID语言:常用在ABB工业机器人中,是一种基于模块化的编程语言,便于开发和调试。

2. KRL语言:适用于克卢格工业机器人,具有强大的编程功能和灵活性。

3. 指令列表(IL):一种以指令形式编写的低级编程语言,主要用于KUKA和法恩乐等品牌的工业机器人。

不同品牌的工业机器人使用不同的编程语言,因此在学习工业机器人编程时,要根据具体情况选择合适的编程语言。

熟练掌握一种或多种编程语言,对工业机器人编程的学习和应用至关重要。

三、工业机器人编程的基本步骤掌握工业机器人编程的基本步骤可以帮助我们更好地进行编程:1. 确定任务目标:明确机器人需要完成的任务和具体要求。

2. 设计程序流程:根据任务目标设计机器人运动路径和动作顺序。

3. 编写程序代码:根据所选的编程语言,编写机器人的程序代码,包括运动控制、坐标系转换、逻辑判断等。

4. 调试程序:在计算机模拟器或实际机器人平台上测试程序,检查是否达到预期的效果,如有问题则进行调试。

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工业机器人操作机的设计方法和步骤(1)确定工作对象和工作任务开始设计操作机之前,首先要确定工作对象、工作任务。

1)焊接任务:如果工作对象是一辆汽车或是一个复杂曲面的物体,工作任务是对其进行弧焊或点焊,则要求机器人的制造精度很高,弧焊任务对机器人的轨迹精度和位姿精度及速度稳定性有很高的要求,点焊任务对机器人的位姿精度有很高的要求,两种任务都要求机器人具备摆弧的功能,同时要能在狭小的空间内自由地运动,具备防碰撞功能,故机器人的自由度至少为六个。

2)喷漆任务:如果工作对象是一辆汽车或是一个复杂曲面的物体,工作任务是喷涂汽车的内部和车门或是复杂曲面物体的表面,则要求机器人手腕要灵活,能够在狭小的空间内自由地运动,具备防碰撞功能;要求机器人能够在长时间内连续稳定可靠地工作;同时要求机器人具备光滑的流线型外表面,漆、气管线最好能从其横臂和手腕内部通过,使机器人外表不易积漆积灰,不会污染已喷好的工作对象,且漆、气管线也不易损坏;因喷漆机器人是在易燃易爆的工作环境中工作,故要具备防爆的功能。

同时对机器人的轨迹精度和位姿精度及速度稳定性也有较高的要求。

机器人的自由度至少应为六个。

3)搬运任务:如果工作对象比较笨重,工作任务是定点搬运,定位精度要求高,则对机器人的承载能力和定位精度有高的要求。

如果工作对象比较轻巧,工作任务也是定点搬运,但要求轻拿轻放,且定位精度要求高,则对机器人的速度稳定和定位精度有高的要求。

4)装配任务:对机器人的速度稳定密和位姿精度有很高的要求。

有些机器人能完成多种工作任务,如MOTOMAN - SKI20系列机器人,既可以用于搬运也可以用于点焊,具有快速、精巧、强有力和安全性高的特点;另一种MOTOMAN—SK6/ SK16系列机器人,可以完成弧焊、搬运、涂胶、喷釉和装配多种任务,具有高速、精巧和可靠性高的特点。

设计新型机器人时,要充分考虑以上诸多因素,并应多参考国内外同类产品的先进机型,参考其设计参数,经过反复研究和比较,确定出所要机械部分的特点,定出设计方案。

下面以一台六自由度交流伺服通用机器人为例讲一下设计过程。

(2)确定设计要求1 )负载:根据用户工作对象和工作任务的要求,参考国内外同类产品的先进机型,确定机器人的负载。

一般喷漆和弧焊机器人的负载为5〜6kg。

2 )精度:根据用户工作对象和工作任务的要求,参考国内外同类产品的先进机型,确定机器人未端的最大复合速度和机器人各单轴的最大角速度。

3 )精度:根据用户工作对象和工作任务的要求,参考国内外同类产品的先进机型,确定机器人的重复定位精度、如弧焊机器人的重复定位精度为土0.4mm ABB公司开发的Model 5003型喷漆机器人的重复定位精度为土1mm同时要确定构成机器人的零件的精度、臂体的尺寸精度、形位精度和传动链的间隙,如齿轮的精度和传动间隙;还要确定机器人上所用的元器件的精度,如减速器的传动精度、轴承的精度等等。

4)示教方式:根据用户工作对象和工作任务的要求,确定机器人的示教方式。

一般机器人的示教方式有下列几种:①离线示教(离线编程);②示教盒示教;③人工手把手示教。

如果是喷漆机器人,就应该具备人工手把手示教的功能,而对于其他机器人,有前两种功能就可以了。

5)工作空间:根据用户工作对象和工作任务的要求,参考国内外同类产品的先进机型,确定机器人的工作空间的大小和形状。

6)尺寸规划:根据对工作空间的要求,参考国内外同类产品的先进机型,确定机器人的臂杆长度和臂杆转角,并进行尺寸优化。

(3)机器人运动的耦合分析对大多数非直接驱动的机器人而言,前面关节的运动会引起后面关节的附加运动,产生运动耦合效应。

比如将六个轴的电动机均装在机器人的转塔内,通过链条、连杆或齿轮传动其他关节的设计,再比如同心的齿轮套传动腕部关节的设计,都会产生运动耦合效应。

为了解耦,在编机器人运动学控制软件时,后面的关节要多转一个相应的转数来补偿。

对一台六自由度的机器人来讲,如果从2、3 轴之间开始就有运动耦合,且3、4、5、6 轴之间都有运动耦合,那么3、4、5、6 轴电动机就必须多转相应的转数(有时是正转,有时是反转,依结构而定),来消除运动耦合的影响,3轴要消除2轴的,4 轴要消除 2 轴和3轴的,依此类推,如果都要正转,到了 6 轴,电动机就必须有相当高的速度来消除那么多轴的影响,有时电动机的转速会不够,且有运动耦合关系的轴太多,机器人的运动学分析和控制就会很麻烦。

故设计六自由度的交流伺服机器人,一般情况下,前 4 个轴的运动都设计成是相对独立的,而运动耦合只发生在4、5、6 轴之间,即5轴的运动受到 4 轴运动的影响, 6 轴的运动受到 4 轴和 5 轴运动的影响。

这样做,既能保证机械结构的紧凑,又不会使有耦合关系的轴大多。

(4)机器人手臂的平衡平衡机器人操作手臂的重力矩优点如下:如果是喷漆机器人,则便于人工手把手示教。

使驱动器基本上只需克服机器人运动时的惯性力,而忽略重力矩的影响。

故可选用体积较小、功耗较小的驱动器。

免除了机器人手臂在自重下落下伤人的危险。

在伺服控制中因减少了负载变化的影响,因而可实现更精确的伺服控制。

一般机器人操作机因 1 轴转塔旋转,故不要平衡,4、5、6 轴的手臂往往因重力很小,也不要平衡,故要平衡的是2、3轴手臂的重力矩。

1)配重平衡机构:此种机构原理如图2a所示。

设手臂质量为ml,配重质量为m2,因关节中心在同一直线上,则不平衡力矩为M1 = mlglcos 丫配重产生的力矩为M2 = m2gl' cos 丫静力平衡条件为M1 = M2即mil = m2l'这种平衡机构简单,平衡效果好,易于调整,工作可靠,但增加了手臂的惯量和关节的负载,适用于不平衡力矩较小的情况。

2) 弹簧平衡机构:其原理如图2b所示,臂的不平衡力矩为M1 = M11-M12 = mglcos 羊怕式中M11 ――静不平衡力矩;M12 ----- 惯性力矩;I――手臂对关节轴的转动惯量;a——臂运动平均加速度。

弹簧产生的平衡力矩为式中k――弹簧刚度;I'――弹簧在手臂上安装点到关节轴的距离;e――弹簧另一端安装点到关节轴的距离;R――弹簧自由长度。

静力平衡条件为M2 = M11动力平衡条件为M2 = M11+M12这种平衡机构结构简单,平衡效果也较好,工作可靠,适用于中小负载,但平衡范围较小。

3) 气缸平衡机构:这种平衡机构原理如图2c所示。

手臂不平衡力矩为M1 = M11+M12 = mglcos 丫+la汽缸产生的平衡力矩为- Fk - I一I:®; y」〔1&智尸+(/f sm y -s)3式中F――汽缸活塞推力;其余参数同上。

静力平衡条件为M2 = M11动力平衡条件为M2 = M11+M12汽缸平衡机构多用在重载搬运和点焊机器人操作机上,液压的体积小,平衡力大;气动的具有很好的阻尼作用,但体积较大。

(5)机器人动力学分析机器人因各轴的重力矩均已基本平衡,故在这些轴运转时,电动机主要需克服的是由各轴转动惯量所带来的动力矩。

1 轴:经分析,当机器人末端伸到最远处时,1 轴运转起来的转动惯量为最大。

计算可得到此处1轴的转动惯量J1如起动时间取为T1,则动力矩为M1 = J1® 1/T12 轴:经分析,当小臂相对于大臂的夹角为最大时,2 轴运转起来的转动惯量为最大,经计算可得到此处2轴的转动惯量为J2。

如起动时间取为T2,则动力矩为M2 = J2 3 2/T23 轴:机器人小臂相对于大臂上部中心运转起来的转动惯量即是 3 轴的转动惯量。

同理有M3 = J3 3 3/T34 轴:4轴无重力矩平衡装置,故4 轴电动机既要克服起动时的动力矩,也要克服运转时由手腕和负载引起的重力矩。

经计算,得出 4 轴的转动惯量,继而计算出 4 轴所需的传动扭矩。

5轴:5轴也无重力矩平衡装置,故5轴电动机也是既要克服起动时的动力矩,也要克服运转时由手腕和负载引起的重力矩。

经计算,得出5 轴的转动惯量,继而计算出的5轴所需的传动扭矩。

6轴:6轴也无重力矩平衡装置,故6轴电动机也是既要克服起动时的动力矩,也要克服运转时由手腕和负载引起的重力矩。

经计算,得出6轴的转动惯量,继而计算出的 6 轴所需的传动扭矩。

(6)电动机的选用选用好交流伺服电动机,是操作机设计的关键。

由于机器人要求结构紧凑、重量轻、运动特性好,故希望在同样功率的情况下,电动机重量要轻、外形尺寸要小。

特别是装在机器人横臂或立臂内部的电动机,重量要尽可能轻,外形尺寸要尽可能小。

根据动力学计算得到的各轴所需的传动扭矩,除以减速器的减速比,再将传动链的效率,如减速机的效率、轴承的效率和齿轮的效率等考虑进去,并考虑各轴所需的转速(运动耦合因素也要考虑在内),就可以选用电动机了。

在选用时要注意,交流伺服电动机的速度是可调节的,且在相当大的转速范围内电动机输出的转矩是恒定的,故选用电动机时只要电动机的额定转速大于各轴所需的最高转速就行。

同时还要注意与交流伺服电动机配置在一起的位置编码器的选用,并注明电动机是否需要带制动器等。

(7)减速器的选用机器人上所用的减速器,常见的有RV减速器和谐波减速器。

RV减速器具有长期使用不需再加润滑剂、寿命长、刚度好、减速比大、低振动、高精度、保养便利等优点,适用于在机器人上使用。

它的传动效率为0.8,相对于同样减速比的齿轮组,这样的效率是很高的。

它的缺点是重量重,外形尺寸较大。

谐波减速器的优点是重量较轻,外形尺寸较小,减速比范围大,精度高。

机器人设计中,一般1、2、3轴均采用RV减速器,4、5、6轴常用谐波减速器。

(8)机器人臂体校核机器人的手臂要进行强度校核和刚度校核,在满足强度和刚度的情况下,手臂要尽可能采用轻型材料,以减少运动惯量,并给平衡机构减少压力。

(9)机构零件校核1)轴承校核:设计中所用的所有重要轴承都要经过强度校核。

在满足尺寸和强度要求的情况下,尽可能地选用国产轴承,以降低机器人的成本。

2)轴的校核:设计中所用的所有较重要的轴都要经过强度校核和刚度校核。

3)齿轮选用:设计中所用的所有齿轮都要经过强度校核。

4)键及花键:设计中所用的所有较重要的键及花键都要经过强度校核。

5)销与螺钉:设计中所用的所有较重要的销与螺钉都要经过强度校核。

( 1 0 )机械加工工艺性考虑校核机器人的设计要充分考虑加工装配的方便,且要便于维修和调整。

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