伺服控制机器人

右表 总结 了不 同坐 标结 构机 器人 的特 点。
３、机器人常见的图形符号
３、机器人常见的图形符号
３、机器人常见的图形符号
§2.2 机器人的主要技术参数
１．自由度 ２．工作空间 ３．工作速度 ４．工作载荷 ５．控制方式 ６．驱动方式
７．精度、重复精度和分辨率
１．自由度
自由度是指描述物体运动所需要的独立坐标数。机 器人的自由度表示机器人动作灵活的尺度，一般以轴的 直线移动、摆动或旋转动作的数目来表示，手部的动作 不包括在内。 机器人的自由度越多，就越能接近人手的动作机能， 通用性就越好；但是自由度越多，结构越复杂，对机器 人的整体要求就越高，这是机器人设计中的一个矛盾。 工业机器人一般多为４～６个自由度，７个以上的 自由度是冗余自由度，是用来避障碍物的。
１、按机器人的控制方式分类
伺服控制机器人分为：
(1)点位伺服控制；
(2)连续轨迹伺服控制。
１、按机器人的控制方式分类
点位伺服控制机器人的受控运动方式为从一 个点位目标移向另一个点位目标，只在目标 点上完成操作。机器人可以以最快的和最直 接的路径从一个端点移到另一端点。通常， 点位伺服控制机器人能用于只有终端位置是 重要而对编程点之间的路径和速度不做主要 考虑的场合。点位控制主要用于点焊、搬运 机器人。
２、按机器人结构坐标系特点方式分类 (1) (2) 直角坐标机器人； 圆柱坐标型机器人；
(3)
(4)
极坐标机器人；多关Fra bibliotek机器人。２、按机器人结构坐标系特点方式分类
(1) 直角坐标系机器人
直角坐标型机 器人结构如图 所示，它在 x,y,z轴上的运 动是独立的。
２、按机器人结构坐标系特点方式分类 (2) 圆柱坐标机器人
第二章 机器人结构
§2.1机器人的组成和分类
一、机器人的组成 (1) 机械部分； (2) 传感器(一个或多个)； (3) 控制器； (4) 驱动源。
第二章 机器人结构
二、机器人的分类 １、按机器人的控制方式分类 ２、按机器人结构坐标系特点方式分类
３、机器人常见的图形符号
１、按机器人的控制方式分类
３．工作速度
工作速度是指机器人在工作载荷条件下、匀速运动 过程中，机械接口中心或工具中心点在单位时间内所移 动的距离或转动的角度。 确定机器人手臂的最大行程后，根据循环时间安排 每个动作的时间，并确定各动作同时进行或顺序进行， 就可确定各动作的运动速度。分配动作时间除考虑工艺 动作要求外，还要考虑惯性和行程大小、驱动和控制方 式、定位和精度要求。 为了提高生产效率，要求缩短整个运动循环时间。 运动循环包括加速度起动，等速运行和减速制动三个过 程。过大的加减速度会导致惯性力加大，影响动作的平 稳和精度。为了保证定位精度，加减速过程往往占去较 长时间。
１、按机器人的控制方式分类
(2) 伺服控制机器人
伺服控制机器人比非伺服机器人有更强的工作能 力。伺服系统的被控量可为机器人手部执行装置 的位置、速度、加速度和力等。通过传感器取得 反馈信号与来自给定装置的综合信号，用比较器 加以比较后，得到误差信号，经过放大后用以激 发机器人的驱动装置，进而带动手部执行装置以 一定规律运动，到达规定的位置或速度等，这是 一个反馈控制系统。
按照机器人的控制类型和结构坐标系特点分为：
(1)
非伺服机器人；
(2)
伺服控制机器人。
１、按机器人的控制方式分类
(1) 非伺服机器人 非伺服机器人工作能力比较有限，机器人按照预 先编好的程序顺序进行工作，使用限位开关、制 动器、插销板和定序器来控制机器人的运动。插 销板是用来预先规定机器人的工作顺序，而且往 往是可调的。定序器是一种按照预定的正确顺序 接通驱动装置的能源。驱动装置接通能源后，就 带动机器人的手臂、腕部和手部等装置运动。当 他们移动到由限位开关所规定的位置时，限位开 关切换工作状态，给定序器送去一个工作任务已 经完成的信号，并始终端制动器动作，切断驱动 能源，使机器人停止运动。
圆柱坐标型机器人的结构 如右图所示，R、θ 和x为 坐标系的三个坐标，其中R、 是手臂的径向长度，θ是手 臂的角位置，x是垂直方向 上手臂的位置。如果机器 人手臂的径向坐标R保持 不变，机器人手臂的运动 将形成一个圆柱表面。
２、按机器人结构坐标系特点方式分类
(3) 极坐标型机器人
极坐标型机器人又称为球 坐标型机器人，其结构如 右图所示，R， θ和β为坐 标系的坐标。其中θ是绕 手臂支撑底座垂直的转动 角， β是手臂在铅垂面内 的摆动角。这种机器人运 动所形成的轨迹表面是半 球面。
１、按机器人的控制方式分类
连续轨迹伺服控制机器人能够平滑地跟随某 个规定的路径，其轨迹往往是某条不在预编 程端点停留的曲线路径。连续轨迹伺服控制 机器人具有良好的控制和运行特性，由于数 据是依时间采样的，而不是依预先规定的空 间采样，因此机器人的运行速度较快、功率 较小、负载能力也较小。连续轨迹伺服控制 机器人主要用于弧焊、喷涂、打飞边毛刺和 检测机器人。
４．工作载荷
机器人在规定的性能范围内，机械接口处能承 受的最大负载量(包括手部)。用质量、力矩、惯性矩 来表示。
２、按机器人结构坐标系特点方式分类 (4) 多关节机器人
如右图所示，它是以其各相邻 运动部件之间的相对角位移作 为坐标系的。θ 、α和Φ 为坐 标系的坐标，其中θ是绕底座 铅垂轴的转角， Φ是过底座的 水平线与第一臂之间的夹角， α是第二臂相对于第一臂的转 角。这种机器人手臂可以达到 球形体积内绝大部分位置，所 能达到区域的形状取决于两个 臂的长度比例。
１．自由度
图2-3所示的机器人， 臂部在xO1y面内有三 个独立运——升降(L1)、 伸缩(L2)、和转动(Φ 1)， 腕部在xO1y面内有一 个独立的运动——转 动(Φ 2)。机器人手部 位置需要一个独立变 量——手部绕自身轴 线O3C的旋转Φ 3。
２．工作空间
机器人的工作空间是指机器人手臂或手 部安装点所能达到的所有空间区域，不包括 手部本身所能达到的区域。机器人所具有的 自由度数目及其组合不同，则其运动图形不 同；而自由度的变化量(即直线运动的距离和 回转角度的大小)则决定着运动图形的大小。