工业机器人机械结构模块化设计

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工业机器人机械结构模块化设计

工业机器人机械结构模块化设计

工业机器人机械结构模块化设计工业机器人的机械结构模块化设计是指将其机械结构分为若干个模块,每个模块具有独立的功能和特点,并能够相互组装和拆卸,以适应不同的工作环境和任务要求。

其目的是提高机器人的灵活性、可扩展性和可维修性,同时降低设计和制造成本。

模块化设计一般包括机器人的基座、臂架、关节、手爪等部分。

基座是机器人的底座或平台,用于支撑机器人的其他部件。

臂架是机器人的运动部分,可以通过关节连接进行伸缩和旋转,实现机器人的多自由度运动。

关节是连接臂架和基座的枢纽部件,允许机器人进行多轴关节运动。

手爪是机器人的末端执行器,用于捕捉或操纵物体。

在实际设计中,可以根据不同的工作需求和任务特点将机器人的机械结构划分为几个模块。

每个模块都具有独立的结构和功能,可以进行自主设计和制造。

同时,这些模块之间应具有一定的标准接口和连接方式,以方便组装和更换。

模块化设计的一个重要优势是可以根据具体任务的需要对机器人的结构进行快速定制和扩展。

例如,如果一些任务需要机器人具有更大的工作范围和精度,可以通过增加臂架或关节的数量来实现。

如果需要机器人具有更强的抓取能力,可以根据任务需求更换不同类型的手爪。

另一个优势是模块化设计可以简化机器人的维修和维护工作。

由于机器人的各个模块相对独立,当一些模块发生故障或需要维修时,只需要更换或修复该模块,而不会影响其他部分的正常运行。

这大大减少了维修时间和成本。

此外,模块化设计还可以降低机器人的制造成本。

由于机器人的各个模块可以根据不同的需求进行重新组合和配置,可以实现多样化、灵活化的生产。

这样可以有效降低生产线的设备投资和维护成本。

同时,模块化设计还有利于机器人的标准化生产和批量生产,提高了生产效率和产品质量。

总之,工业机器人的机械结构模块化设计可以提高机器人的灵活性、可扩展性和可维修性,降低设计和制造成本。

它是实现机器人个性化定制和智能制造的重要手段,对于推动工业4.0的发展具有重要意义。

机器人模块化设计的说明书

机器人模块化设计的说明书

机器人模块化设计的说明书1. 引言机器人技术的不断发展,为工业生产、医疗保健、家庭服务等领域带来了巨大的便利性和效率提升。

而机器人的模块化设计则是实现机器人多功能、多样化应用的关键之一。

本说明书将详细介绍机器人模块化设计的原理、方法和实施步骤,旨在帮助用户理解和应用这一理念。

2. 理论基础2.1 模块化概念模块化是指将一个系统或产品划分为相对独立的模块,每个模块完成特定的功能。

这种设计理念使得模块可以独立开发、测试和维护,同时也方便了模块的替换和升级。

在机器人设计中,模块化设计能够使机器人的功能、结构和性能更加灵活可变。

2.2 机器人模块化设计的优势机器人的模块化设计具有以下优势:- 可扩展性强:通过添加、替换或调整模块,机器人可以实现各种不同的功能和应用。

- 维修和升级便捷:模块化设计使得机器人的维修和升级更加方便,只需更换故障模块或升级模块即可。

- 技术共享和复用性高:模块化设计促进了不同机器人之间的技术共享和模块的复用,提高了资源利用效率。

3. 模块化设计原则在进行机器人的模块化设计时,需要遵循以下原则:- 功能独立性:每个模块应具备独立的功能,能够直接实现一项或多项任务。

- 接口标准化:模块之间的接口应定义清晰,遵循标准化的接口规范,确保模块的互换性。

- 通信协议一致性:各个模块之间的通信协议应保持一致,以实现信息的传递和共享。

- 硬件兼容性:模块化设计中应考虑到硬件的兼容性,以便不同模块可以互相匹配使用。

- 模块尺寸统一:模块的尺寸应统一规范,以方便组装和替换。

4. 模块化设计步骤4.1 分析需求:首先,对机器人的功能和应用进行全面分析,明确需要哪些模块来实现这些功能。

4.2 划分模块:根据需求分析的结果,将机器人分解为若干个相对独立的模块,每个模块负责实现一个或多个功能。

4.3 设计接口:为每个模块设计清晰的接口,明确输入输出的接口规范和数据格式。

4.4 开发模块:根据模块设计的接口规范,分别开发各个模块,确保模块能够独立运行和通信。

模块化机器人的设计与实现

模块化机器人的设计与实现

模块化机器人的设计与实现近年来,随着科技的不断进步和人们对智能机器人需求的提高,模块化机器人成为了研究和开发的热点。

模块化机器人具有可拆卸、可组合的特点,使得机器人可以根据不同的任务需求进行灵活的组装。

本文将探讨模块化机器人的设计原理和实现方法。

一、模块化机器人的设计原理模块化机器人的设计原理基于模块化思维和模块化技术。

模块化思维强调将机器人的各个部分划分为相互独立的模块,每个模块具有特定的功能,模块之间可以进行组合和替换。

这种思维方式有利于提高机器人的灵活性和可维护性。

模块化技术是实现模块化机器人设计的基础。

主要包括模块标准化、接口设计和通信协议等方面。

模块标准化是指将机器人的各个模块进行统一的尺寸、接口和电气连接方式设计,以便于模块之间的组装和替换。

接口设计是指为每个模块设计合适的接口,使得模块之间可以进行有效的通信和数据交换。

通信协议是指定义模块之间的通信规则和数据格式,以保证模块之间的协同工作。

二、模块化机器人的实现方法模块化机器人的实现方法主要包括硬件设计和软件设计两个方面。

在硬件设计方面,需要注意以下几点。

首先,需要选择适合模块化设计的硬件结构,例如模块化机械臂、模块化传感器等。

其次,需要进行模块标准化设计,确保各个模块之间的尺寸和接口兼容。

此外,还需要考虑模块之间的电源供给和电气连接方式,以确保模块之间的正常工作和通信。

在软件设计方面,需要考虑以下几点。

首先,需要设计一个适合模块化机器人的操作系统,以管理模块之间的通信和协作。

其次,需要设计模块之间的通信协议,以确保模块之间的正确交互。

此外,还需要设计模块化机器人的控制算法和路径规划算法,以实现机器人的智能化操作和任务执行。

三、模块化机器人的应用前景模块化机器人的研究和应用前景广阔。

首先,模块化机器人可以应用于工业生产线上,实现自动化生产和灵活的任务分配。

其次,模块化机器人可以应用于医疗领域,实现手术机器人和康复机器人的定制化设计和灵活组装。

工业机器人的可扩展性与模块化设计

工业机器人的可扩展性与模块化设计

工业机器人的可扩展性与模块化设计工业机器人在现代制造业中起着至关重要的作用。

随着制造业的不断发展和变化,工业机器人的可扩展性和模块化设计变得越来越重要。

本文将探讨工业机器人的可扩展性和模块化设计对于制造业的意义以及如何实现这些特性。

一、工业机器人的可扩展性可扩展性是指工业机器人能够适应不同任务和需求的能力。

在不同的生产线上,需求和任务可能会发生变化,因此工业机器人需要能够适应这些变化。

可扩展性包括硬件和软件两个方面。

1. 硬件可扩展性硬件可扩展性指的是工业机器人的硬件结构能够方便地进行扩展和修改。

为了达到这个目标,工业机器人应该采用模块化设计,即将机器人的各个部件拆分为独立的模块,每个模块都可以独立修改和升级。

例如,可以将机器人的机械臂、控制系统、传感器等部件设计为独立模块,这样在需要扩展或升级时可以只更换或添加相应的模块,而无需对整个机器人进行改造。

2. 软件可扩展性软件可扩展性指的是工业机器人的控制软件能够方便地进行扩展和修改。

工业机器人的控制软件应该具备灵活性和可定制性,以应对不同的任务需求。

通过采用开放式的软件平台和标准化接口,可以使不同厂商的软件能够互相兼容和集成。

此外,软件的架构应该具备良好的模块化设计,使得不同的功能模块可以独立开发和修改。

二、工业机器人的模块化设计模块化设计是实现机器人可扩展性的关键。

模块化设计将机器人的各个部件拆分为独立的模块,每个模块都具有一定的功能和接口。

模块化设计具有以下优势:1. 易于修改和维护模块化设计使得机器人的各个部件独立存在,因此在需要修改或维护某个部件时,可以只处理该部件而不影响其他部件。

这大大提高了机器人的可维护性和可靠性。

2. 提高生产效率模块化设计使得机器人的部件可以独立生产和测试,然后再进行组装。

这样可以并行进行生产和测试,提高了生产效率,并且降低了生产成本。

3. 客制化生产模块化设计使得机器人可以灵活地根据客户需求进行配置和定制。

客户可以根据自己的需求选择不同的模块组合,从而实现个性化的生产。

工业机器人组合式模块化结构设计研究

工业机器人组合式模块化结构设计研究
用 的、满 足 用户要 求 的机器 人 。为 此 ,应 强调 功能
实用 性 ,不 片 面追 求 所谓 的高 科 技和 全 面 先进 性 , 先进并 不 等于 实用 。
我 国机器 人技 术 的研 究 工作起 步 较晚 ,虽 已取
得 较大进 展 , 较之 发达 国家 的水 平仍 有较 大距 离 , 但 应 积 极探 索 适合 我 国 国情 的工 业机 器 人应 用 思路 ,
u e d sr Iob t e ini to u e ep p rTh h r c r  ̄ sa dt c nq e s d i i u ti o sg i rd c di t a e . ec a a  ̄ i c n h iu s nn ar d Sn nh s e
ZHANG n — o. I n Xig gu L U Mig
( h o fMe h ia gie ig, non ie st , no g, 2 01 Chn ) Sc o l c anc l o En n er n Na t g Unv r i Na tn 2 6 y 9, ia
o e d sgn m e h d a e e p n e n d t i A e wa fp o u i g a idu ti l o o f h e i t o r x ou d d i e a l n w y o r d c n n s r b t t . a r r p d y i u r r e . e Ro o s ma e i hs me h d c n b s d i h a k u h a i l p t o wa d h r Th b t d t i S f e n t o a e u e t e t s ss c n a r d c vn , s e spo u t mo ig a s mb ig a d s r y n c a ia d sr l h d s r , lc r ia l n p a ig i me h nc l u t i tn u t ee t n n i n y, g i y onc l id s r , n O o n u t a d S n. y Ke y wor s i d s r l o o ; o bn t n mO u a i a i n g o p t c n o y d : n u ti b t c m i a i ; a r o d I t : r u e h olg r z O

机器人结构设计

机器人结构设计
总体设计的步骤
*
2、技术设计
(1)机器人基本参数的确定。臂力、工作节拍、工作范围、运动速度及定位精度等。 举例:定位精度的确定 机器人或机械手的定位精度是根据使用要求确定的,而机器人或机械手本身所能达到的定位精度取决于定位方式、运动速度、控制方式、臂部刚性、驱动方式、缓冲方式等。 工艺过程的不同,对机器人或机械手重复定位精度的要求也不同,不同工艺过程所要求的定位精度如下: 金属切削机床上下料:±(0.05-1.00) mm 冲床上下料:±1 mm 模锻: ±(0.1-2.0) mm 点焊: ±1 mm 装配、测量: ±(0.01-0.50) mm 喷涂: ±3 mm 当机器人或机械手本身所能达到的定位精度有困难时,可采用辅助工夹具协助定位的办法,即机器人实现粗定位、工夹具实现精定位。
传动方式选择 (1)选择驱动源和传动装置与关节部件的连接、驱动方式 (2)工业机器人的传动形式
传动形式
特征
优点
缺点
直接连结传动
直接装在关节上
结构紧凑
需考虑电机自重,转动惯量大,能耗大
远距离连结传动经远距离传动置与关节相连不需考虑电机自重,平衡性良好
额外的间隙和柔性,结构庞大,能耗大
间接传动
减速比远>1的传动装置与关节相连
3.模块化工业机器人所存在的问题 (1)模块化工业机器人整个机械系统的刚度比较差。因为模块之间的结合是可方便拆卸的,尽管在设计上已经注意到了标准机械接口的高精度要求,但实际制造仍会存在误差,所以与整体结构相比刚度相对地差些。 (2)因为有许多机械接口及其它连接附件,所以模块化工业机器人的整体重量有可能增加。 (3)虽然功能模块的形式有多种多样,但是尚未真正做到根据作业对象就可以合理进行模块化分析和设计。

工业机器人第四章-工业机器人结构设计

优点
缺点
直接连结传动
直接装在关节上
结构紧凑
需考虑电机自重,转动惯量大,能耗大
远距离连结传动
经远距离传动装置与关节相连
不需考虑电机自重,平衡性良好
额外的间隙和柔性,结构庞大,能耗大
间接传动
经速比远>1的传动装置与关节相连
经济、对载荷变化不敏感、便于制动设计、方便一些运动转换
传动精度低、结构不紧凑、引入误差,降低可靠性
直接驱动
不经中间关节或经速比=1的传动装置与关节相连
传动精度高,振动小,传动损耗小,可靠性高,响应快
控制系统设计困难,对传感元件要求高,成本高
一 工业机器人总体设计
模块化结构设计 模块化工业机器人 由一些标准化、系列化的模块件通过具有特殊功能的结合部用积木拼搭方式组成的工业机器人系统。 模块化工业机器人的特点 经济性 灵活性 存在的问题 刚度比较差 整体重量偏重 模块针对性待提高
谐波齿轮传动是靠柔性齿轮(柔轮)所产生的可控弹性变形来实现传递运动和动力的。它的基本构件有:柔轮、波发生器和刚轮。三个构件中可任意固定一个,其余两个一为主动、一为从动,可实现减速或增速(固定传动比),也可变换成两个输入,一个输出 ,组成差动传动。
当刚轮固定,波发生器为主动,柔轮为从动时,柔轮在椭圆凸轮作用下产生变形,在波发生器长轴两端处的柔轮轮齿与刚轮轮齿完全啮合;在短轴两端处的柔轮轮齿与刚轮轮齿完全脱开;在波发生器长轴与短轴区间,柔轮轮齿与刚轮轮齿有的处于半啮合状态,称为啮入;有的则逐渐退出啮合处于半脱开状态,称为啮出。由于波发生器的连续转动,使得啮入、完全啮合、啮出、完全脱开这四种情况依次变化,循环不已。由于柔轮比刚轮的齿数少2 ,所以当波发生器转动一周时,柔轮向相反方向转过两个齿的角度,从而实现了大的减速比。

机械产品模块化设计方法研究

机械产品模块化设计方法研究一、本文概述随着科技的不断进步和工业的快速发展,机械产品的设计与制造面临着越来越高的要求。

模块化设计作为一种先进的设计理念,已经成为提高机械产品设计效率、优化资源配置、降低生产成本并满足市场快速响应需求的重要手段。

本文旨在探讨机械产品模块化设计方法的研究现状和发展趋势,分析模块化设计的理论框架和关键技术,并通过实例分析模块化设计在机械产品中的应用效果。

通过对模块化设计方法的深入研究,本文旨在为机械产品的设计提供理论支持和实践指导,推动机械产品设计向更高层次、更广领域发展。

二、模块化设计理论基础模块化设计是一种先进的产品设计方法,其核心理念在于将复杂的产品系统分解为若干个独立且可互换的模块,以便进行独立设计、制造和维护。

模块化设计不仅提高了设计的灵活性,也便于产品的升级和个性化定制。

本节将详细介绍模块化设计的基础理论,包括模块化设计的原则、模块划分的方法以及模块接口的设计。

模块化设计的核心原则包括独立性、互换性、通用性和标准化。

独立性原则要求每个模块在功能、结构和制造上都是独立的,以便进行单独的设计、制造和测试。

互换性原则意味着不同模块之间可以相互替换,以满足不同的功能需求。

通用性原则强调模块应具有一定的通用性,可以在不同产品或系统中重复使用。

标准化原则则要求模块的设计应遵循统一的标准和规范,以便于模块的生产、管理和维护。

模块划分是模块化设计的关键环节,其目的是将产品系统分解为若干个功能独立、结构合理的模块。

常见的模块划分方法包括功能划分、结构划分和混合划分。

功能划分是根据产品的功能需求,将具有相似功能的部分划分为同一模块。

结构划分则是根据产品的结构特点,将具有相似结构或制造工艺的部分划分为同一模块。

混合划分则是综合考虑功能和结构因素,进行模块划分。

在实际应用中,应根据产品的具体情况选择合适的模块划分方法。

模块接口是模块之间相互连接和通信的桥梁,其设计对于产品的整体性能和可靠性至关重要。

工业机器人设计方案

工业机器人设计方案一、引言随着工业的发展和技术的进步,工业机器人在生产线上扮演着越来越重要的角色。

为了提高生产效率和质量,减少人力成本和劳动强度,设计一套高效稳定的工业机器人成为了当今的迫切需求。

本文将根据实际需求,提出一种工业机器人的设计方案。

二、方案概述本方案的工业机器人主要应用于组装生产线上的重复性工作,如螺丝拧紧、零件装配等。

该机器人将采用多关节设计,以实现多方向运动和灵活操作。

同时,为了实现高效稳定的工作,机器人将配置感知技术和控制系统,以及安全保护系统。

三、机器人结构设计1.机械结构设计机器人采用多关节结构设计,以实现多方向运动和灵活操作。

机器人的机械结构由支架、关节机构和工具端构成。

支架选择高强度的材料,以保证机器人的稳定性和承载能力;关节机构采用高精度的电机和减速器,以实现精确的运动控制;工具端根据实际需要设计相应的装配工具。

2.动力系统设计机器人的动力系统由电机、减速器和传动系统组成。

电机选择高性能的伺服电机,以实现快速精确的控制;减速器采用高精度的行星齿轮减速器,以提供足够的扭矩和速度;传动系统根据实际需要选择齿轮传动、皮带传动或直线传动等。

3.传感器和感知系统设计机器人配备各种传感器和感知系统,以实现环境感知和物体检测。

其中包括视觉传感器、力传感器、触觉传感器等。

视觉传感器用于检测工件的位置和姿态,力传感器用于检测工具与工件之间的受力情况,触觉传感器用于检测机器人与环境之间的接触。

四、控制系统设计1.控制算法设计机器人的控制系统采用基于模型的控制算法,以实现精确控制和运动规划。

通过对机器人模型进行数学建模和控制分析,设计合适的控制算法,以满足各种工作场景的需求。

2.控制器和接口设计机器人的控制系统采用计算机控制,通过控制器和接口与各个子系统进行通信和控制。

控制器选择高性能的工控机,具有强大的计算和控制能力;接口采用标准化的接口协议,以实现与各个子系统的连接和数据传输。

五、安全保护系统设计对于工业机器人来说,安全问题是至关重要的。

串联工业机器人机械臂的模块化组合式设计方法

串联工业机器人机械臂的模块化组合式设计方法随着工业自动化的不断发展,工业机器人已经成为了现代工厂中不可或缺的一部分。

而机器人的核心部件——机械臂,也在不断地发展和完善。

为了满足不同工厂的需求,机械臂的设计也越来越趋向于模块化和组合式。

本文将介绍串联工业机器人机械臂的模块化组合式设计方法。

一、模块化设计模块化设计是指将机械臂的各个部件分解成不同的模块,每个模块都有自己的功能和特点。

这样设计的好处在于,可以根据不同的需求,选择不同的模块进行组合,从而实现机械臂的定制化设计。

同时,模块化设计也方便了机械臂的维护和升级。

在模块化设计中,需要考虑的因素有很多,比如模块之间的接口设计、模块的尺寸和重量、模块的材料等。

这些因素都需要在设计之初就考虑到,以确保模块化设计的顺利实施。

二、组合式设计组合式设计是指将不同的模块进行组合,从而实现机械臂的定制化设计。

在组合式设计中,需要考虑的因素有很多,比如不同模块之间的兼容性、组合后机械臂的稳定性和精度等。

在组合式设计中,需要注意的是,不同模块之间的接口设计要尽量简单明了,以方便组合。

同时,组合后机械臂的稳定性和精度也是需要考虑的重要因素。

为了确保机械臂的稳定性和精度,需要对组合后的机械臂进行严格的测试和验证。

三、模块化组合式设计方法模块化组合式设计方法是将模块化设计和组合式设计相结合的一种设计方法。

在这种设计方法中,首先将机械臂的各个部件分解成不同的模块,然后根据不同的需求,选择不同的模块进行组合,从而实现机械臂的定制化设计。

在模块化组合式设计方法中,需要考虑的因素有很多,比如模块之间的接口设计、模块的尺寸和重量、模块的材料、不同模块之间的兼容性、组合后机械臂的稳定性和精度等。

这些因素都需要在设计之初就考虑到,以确保模块化组合式设计的顺利实施。

总之,串联工业机器人机械臂的模块化组合式设计方法是一种非常有效的设计方法。

通过模块化设计和组合式设计相结合,可以实现机械臂的定制化设计,同时也方便了机械臂的维护和升级。

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工业机器人机械结构模块化设计
发表时间:2019-08-05T15:48:34.500Z 来源:《基层建设》2019年第15期作者:林积新
[导读] 摘要:本文在对市场上常见的各种工业机器人进行功能分析前提下,根据其结构不同进行模块化划分,将工业机器人按通用模块的不同划分为六种模块,分别是终端执行器、绕z轴旋转臂、绕x(y)轴俯摆臂、沿X轴平移、平移转动、升降底座、AGV移动平台六种模块。

身份证号码:44098219890928XXXX
摘要:本文在对市场上常见的各种工业机器人进行功能分析前提下,根据其结构不同进行模块化划分,将工业机器人按通用模块的不同划分为六种模块,分别是终端执行器、绕z轴旋转臂、绕x(y)轴俯摆臂、沿X轴平移、平移转动、升降底座、AGV移动平台六种模块。

当客户提出不同的机器人设计需求时,仅需按照其实际工况和技术要求来对接合适的模块种类,然后按照相关的技术标准完成模块装配,可以迅速完成客户所需的工业机器人设计。

本文结合实际应用例子,论述了工业机器人模块化设计在提升设计效率的作用,为以后的工业机器人在生产应用中提供了一定的借鉴和参考价值。

关键词:工业机器人;模块化设计;效率
引言
随着中国的“中国制造2025”目标的提出,很多研发企业都围绕工业机器人的实际应用需求,在开发新的复合市场需要的工业机器人产品加大投入。

随着设计技术的进步,设计机器人时标准化、模块化也是必不可少的内容,为机器人快速响应多样化需求打下基础。

同时,也有利于进一步扩大机器人的实际应用市场。

根据现今工业机器人的发展推测,将来的30年工业机器人技术都将是一个高速增长时期,任何一个企业只要能够设计制造出符合当今社会迅速变化的工业机器人,将占领大量的未来市场,赢得丰厚的市场回报。

但是就目前而言,工业机器人的设计周期长、投资成本太高,其对应的应用范围局限性较大,以上这些限制因素都使的它们难以适应当今速变化的市场需求。

所以工业机器人模块化设计在未来提供设计效率上尤为重要。

一工业机器人模块化划分
(一)模块划分的方法和理论
本文在讲过长期的市场调查以及工业机器人的功能分析过程中,通过大数据分析以及总结,将机器人产品详细的划分成了具有特定作用的但又相对通用的功能模块,同时也根据相关的标准确定了其对应的定义模块接口和要求。

因此模块化划分工业机器人,需要考虑到以下三点因素:第一,模块划分的基本原则就是用最少的模块组合最多的产品;第二,所划分的模块其结构和功能都是独立以及完整的;第三,为了使同功能的模块可以互换以及不同的模块可以组合,所以所划分的模块其组合性以及互换性都要较高。

(二)模块划分及其功能
本文这次就以关节型机器人为例,进行相关的论述和分析,关节型机器人其主要的工作原理就是连杆利用关节交替连接而成。

通过大数据对其的总结分析,可以将其分成六个模块,所划分的各模块以及其对应的解析如下图1所示。

通过图一中的解析,可以确定其和机器人连杆平行的轴是z轴,而对应的垂直于机器人连杆的轴则是z、y轴。

图1 机器人模块
图1中的AGV智能移动模块(序号),已经成熟应用到工业生产和物流业中,能自主导向运载机器人移动特定区域;升降平台模块(序号2)则安装在AGV模块上,支撑机器人增大其在垂直方向的工作空间;绕Z轴旋转模块(序号3)则提供机器人在水平方向的圆周运动;平移模块(序号4)增加机器人在同一垂直面上的运动空间;绕X、Y以及在X轴的平移模块(序号5、6、7)增加了机器人在微小空间的自由度,更好地满足工作需求。

终端执行器(序号8)可以分为吸附式、机械夹持式、其他三种类型,可以执行直接作业的功能。

通过分析可以得出,工业机器人不同功能均可分解为以上若干模块的组合,为模块化设计提供依据。

二、如何实现模块化设计
(一)模块化设计流程
想要进行工业机器人的模块化、数字化、参数化设计,那么就要先有足够的符合用户需求的并且根据实际工况来划分完美的模块种类、数量和装配方式,这样才可以根据客户的需要来逐项确定各模块的尺寸和布置形式,而其尺寸和布置形式确定后,工业机器人的机械本体结构也就是设计完成了。

本文提供如图3图示模块化工业机器人的设计流程。

图3 机器人模块化参数化设计流程
(二)实际实现案例
本文以工业生产线上一个搬运机器人作为分析案例,对其进行模块化设计。

本文这次所设计工业机器人尺寸参数如下:AGV小车停止时空间为长为1500mm、高为1500 mm,其最大工作半径是1 610 mm。

目标负载:5 kg。

AGV移动速度为5 M/s。

1. 模块选择
为使该工业机器人能够完成在车间完成搬运必要任务,设计由六个模块来实现,达到七自由度作业,包括AGV移动平台、升降平台、末端执行器、绕z轴旋转关节和两个绕z(y)轴俯摆关节、沿X轴平移模块。

2. 参数确定
根据搬运机器人技术参数设计要求,建立搬运机器人D-H参数表
表2.1 例2.19机器人的参数
根据表2.1得到搬运机器人各模块的外形尺寸如下表
图4 俯摆关节模块各部件参数
3.机器人总图设计
所构建的搬运机器人其对应的各模块部件的组成零件就要如下表1所示的那样,要严格按照相关的标准来组装机器的各模块,最终使其可以完美的装配起来,所装配好的搬运机器人其对应的装配图如下图5所示。

表1 搬运机器人各模块组成零件
结论
本文在根据市场上常见工业机器人种类以及其结构特点,总结前人经验以及教训的基础上,提出了一种全新的模块化、参数化、信息化的高效设计方法,以迅速满足客户多样化的需求。

当客户想要设计工业机器人时,只需要通过对应的模块选择以及其尺寸和布局确定后,完成选择好的模块装配,即可快速完成其机器人的设计。

这样的设计具备如下三个优点:
1可以利用当今常用的工业机器人结构,满足其实际的工况要求,设计方法变得更加的简单,
2缩短相应的加工周期,并且保证其产品的品质,同时因为是模块化设计,所以的日常维护保养也就更加的方便快捷,
3产品的成本也就随之降低了,同时其模块化设计方法经验证,也是
切实可行的。

综述,本文提出的模块化设计工业机器人具有广泛的市场潜力和开发前景,对未来工业机器人发展方向也提供了一定的借鉴意义。

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