工业机器人驱动方式

1、工业机器人驱动方式第1页驱动方式分类电机驱动选择方法液压驱动选择方法气压驱动选择方法目录第2页工业机器人驱动方式分类第3页工业机器人主要驱动方式有：电机驱动、液压驱动、气压驱动电机驱动气压驱动液压驱动第4页各主要驱动方式详细分类:第5页各主要驱动方式优缺点比较：能源简单，速度平滑无冲击、效率高，伺服电机速度和位置精度高，安全可靠易维护。与减速装置相联，直接驱动困难，直流伺服电机易磨损，步进电机精度不高。中等负载，动作复杂、运动轨迹严格各类机器人。功率大，可无减速装置直接驱动，结构紧凑，刚度好，响应快，伺服驱动含有较高精度。需要增设液压源，易产生液体泄漏，不适合高、低温场所，有冲击。大功率体积比

2、，大负载情形。结构简单，清洁，动作灵敏，含有缓冲作用。功率较小，刚度差，噪音大，速度不易控制，精度差。节拍快、负载小且精度要求不高场所。分类属性电机液压气压优点适用范围缺点第6页其它驱动分类:磁致伸缩驱动形状记忆金属静电驱动铁磁材料和亚铁磁材料因为磁化状态改变, 其长度和体积都要发生微小改变利用记忆合金在加热时形状恢复同时其回复力可对外作功特征，能够制成各种驱动元件。利用电荷间相互吸力和排斥力作用次序驱动电极而产生平移和旋转运动。第7页其它驱动分类:超声波电机人工肌肉利用超声波振动作为驱动力一个驱动器，即由振动部分和移动部分所组成，靠振动部分和移动部分之间摩擦力来驱动一个驱动器。驱动器从传统电

3、机-减速器机械运动机制，向骨架腱肌肉生物运动机制发展。为了实现骨骼肌肉部分功效而研制驱动装置称为人工肌肉驱动器（机械化学物质高分子凝胶，形状记忆合金等）。第8页电机驱动选择方法第9页基本特征怎样选择电机控制要求供电电源控制方式水平或垂直负载、转矩、惯量、转速、精度、加速度端口界面、通讯要求位置、转矩、速度直流、交流、电压范围伺服电机步进电机工业机器人惯用电机分类直流伺服交流伺服有刷电机-成本低开启转矩大、调速宽有电磁干扰。无刷电机-电机体积小重量轻，响应快速度高，惯量小，转动平滑，力矩稳定。控制复杂，智能化。同时电机-功率大，大惯量最高转速低，低速平稳。异步电机功率大、高速长时、性价比高控制简

4、单、精度较低、寿命长可靠、高速有转矩损失第10页伺服电机选择步骤：2-确定运转模式选择步骤3-计算负载惯量及惯量比5-计算电机转矩4-计算电机转速加减速、匀速、停顿、循环时间结合连接构件计算负载惯量依据负载速度和减速比确定电机转速依据负载惯量及加减速时间计算转矩1-确定连接机构类型滚珠丝杠传动、皮带传动、齿轮齿条传动6-匹配电机依据以上参数匹配厂家电机第11页伺服电机选择示例：第12页伺服电机厂家：第13页步进电机选择步骤：2-电机转速确定选择步骤3-空载开启频率选择5-使用环境选择4-选择步进电机相数依据工况选择转速（低速大转矩，高速低转矩）依据空起频率、启停、速度要求确定空起频率相数多，步

5、距角小，振动小防水、防油、特殊场所1-保持转矩选择依据负载扭力大小选择电机转矩大小规格6-特殊要求出轴直径、长短、伸出方向等第14页步进电机厂家：第15页液压驱动选择方法第16页动力元件执行元件介质辅助元件泵- -机械能转液压能液压缸、马达-液压能转机械能油箱、过滤器、管路等液压油液压系统液压驱动系统组成：控制元件液压阀-控制压力、方向、流量第17页液压泵选择：依据主机工况、功率大小和系统对工作性能要求确定。1.液压泵流量 -按全部执行元件最高速度和流量和，以及系统泄漏量确定。2.液压泵工作压力 -依据系统执行元件最大压力及压力损失计算。 3.液压泵类型选择-依据泵流量及工作压力选择泵类型。-

6、额定压力为2.5MPa时,应选取齿轮泵;额定压力为6.3MPa时,应选取叶片泵;若工作压力更高时,选择柱塞泵。液压泵著名品牌：力士乐、威格士、丹尼逊、住友、油升、马祖奇、萨奥.丹佛斯等第18页液压油缸选择：1.初选缸径/杆径 -供给液压缸油压P、流量Q、输出力方式（推、拉、既推又拉）和相 应力大小。2.选定行程/安装方式-水平，竖直，铰撑安装等，行程需考虑工作行程和富裕行程。 3.设定缓冲方式 -考虑选择两端位缓冲或一端缓冲。4.油口类型和通经选择- 油口为螺纹连接或法兰连接等，油口通经由系统流量和流速确定。5.特定工况选择 -考虑工作介质，环境、温度、运行精度、泄露、工作压力速度工况、振 动

7、、酸盐雾等对密封系统、材料特征、活塞杆表面及产品防护影响。6.密封件品质选择 -密封性能，交换性，维护性，可靠性要求。第19页液压油缸著名品牌：力士乐、威格士、丹尼逊、住友、油升、马祖奇、萨奥.丹佛斯等第20页液压马达选择：转矩、转速、工作压力、排量、外形及连接尺寸、容积效率、总效率以及质量、价格、货源和使用维护便利性等马达分类高速马达低速马达种类：齿轮马达、螺杆马达、轴向柱塞马达特征：转动惯量小，便于开启制动，输出转矩小种类：径向柱塞马达特征：排量大、体积大、转速低、输出转矩大输入参数转速输出功率输出扭矩输入流量Q, 进出口压差P, 输入功率N= P*Q转速n=(Q*v)/q, q:马达排量

8、, v:容积效率转矩M= =(P* q* m)/2 m:机械效率Nt= P* q* m* v 马达参数第21页液压马达著名品牌：力士乐、威格士、丹尼逊、住友、油升、马祖奇、萨奥.丹佛斯等第22页液压阀门选择：控制方法功效分类操纵方式安装方式手动，电控，液控流量阀（节流阀、调速阀，分流集流阀）、压力阀（溢流阀，减压阀，次序阀，卸荷阀）、方向阀（电磁换向阀、手动换向阀、单向阀、液控单向阀）板式阀，管式阀，叠加阀，螺纹插装阀，盖板阀手动阀，机动阀，电动阀，液动阀，电液动阀等液压阀门第23页气压驱动选择方法第24页气压驱动系统组成：气源装置执行元件辅助控制元件压缩机、空气净化器，储气罐气压缸、马达压力

9、阀，流量阀，方向阀和逻辑元件等过滤器，油雾器，消声器，散热器，冷却器，放大器及管件等液压系统第25页空压机选择：空压机类型压力值排气量有没有基础结构形式低压（1mp以下),中压（1-10mp),高压(10-100mp)小型机(10m3/min),中型机(10-100m3/min),大型机(100m3/min以上)活塞式，回转式(螺杆式,滑片式), 膜式固定式，移动式空压机分类气缸位置立式、卧式、角度式冷却方式水冷式、风冷式驱动方式电机驱动、柴油机驱动润滑方式无油式，机油润滑式第26页空压机选择：1.空压机流量和压力-依据负载特征和系统要求选择空压机流量和压力。2.空压机特征 -安装方式，体积重

10、量，抗振性，成本和维护性。 3.空压机进气 -当地气压，湿度，粉尘含量等。4.管道数据 -气压系统管道数据，管道直径管道压力，阀门配置等。空压机著名品牌：阿特拉斯科普柯(AC);阿特拉斯科普柯(IR);美国寿力;凯撒;兰沃普;美国昆西;日本神钢;复盛;柳二空;康普艾/德马格等。第27页气缸选择：1.确定气缸缸径杆径-依据系统压力，气缸轴向力，负载率计算缸径。2.确定气缸速度-依据压缩空气流量，进排气口径，管径确定。 3.确定气缸行程-依据系统设计要求确定。4.确定气缸品种-依据实际要求确定。5.确定气缸安装形式法兰式，脚架式等气缸著名品牌：费斯托, ORIGA,日本SMC,小金井,英国诺冠,亚德客,气立可,贺尔碧格, CKD）喜开理,康茂盛第28页气动马达选择：1.确定马达输出功率- P=M*n/9550 M=额定扭矩 ；n=额定转速；由负载确定。 2.确定工作转速-依据系统