工业机器人基本组成构造及系统应用

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工业机器人的基本组成及技术参数机器人的组成机器人的组成部分机械部分传感部分控制部分机器人的组成系统驱动系统机械结构系统人机交互系统感受系统机器人－环境交互系统控制系统机器人系统组成人机交互系统控制系统驱动系统机械机构系统机器人－环境交互系统感受系统驱动系统机器人系统组成分析机械结构系统控制系统人机交互系统机器人－环境交互系统感受系统概念：要使机器人运行起来,需给各个关节即每个运动自由度安置传动装置1、驱动系统作用：提供机器人各部位、各关节动作的原动力

驱动系统可以是液压传动、气动传动、电动传动,或者把它们结合起来应用的综合系统;可以是直接驱动或者是通过同步带、链条、轮系、谐波齿轮等机械传动机构进行间接驱动。驱动系统机器人系统组成分析机械结构系统控制系统人机交互系统机器人－环境交互系统感受系统2、机械结构系统机身部分机身部分：如同机床的床身结构一样，机器人机身构成机器人的基础支撑。有的机身底部安装有机器人行走机构；有的机身可以绕轴线回转，构成机器人的腰。手臂部分手臂部分：分为大臂、小臂和手腕，完成各种动作。末端操作器末端操作器：可以是拟人的手掌和手指，也可以是各种作业工具，如焊枪、喷漆枪等。关节关节：分为滑动关节和转动关节。实现机身、手臂各部分、末端操作器之间的相对运动。驱动系统机器人系统组成分析机械结构系统控制系统人机交互系统机器人－环境交互系统感受系统3、感受系统1感受系统由内部传感器模块和外部传感器模块组成,用以获取内部和外部环境状态中有意义的信息。2智能传感器的使用提高了机器人的机动性、适应性和智能化的水准。3智能传感器的使用提高了机器人的机动性、适应性和智能化的水准。4对于一些特殊的信息,传感器比人类的感受系统更有效。驱动系统机器人系统组成分析机械结构系统控制系统人机交互系统机器人－环境交互系统感受系统1、机器人-环境交互系统是实现工业机器人与外部环境中的设备相互联系和协调的系统。2、工业机器人与外部设备集成为一个功能单元如加工制造单元、焊接单元、装配单元等。也可以是多台机器人、多台机床或设备、多个零件存储装置等集成为一个去执行复杂任务的功能单元。4、机器人－环境交互系统驱动系统机器人系统组成分析机械结构系统控制系统人机交互系统机器人－环境交互系统感受系统5、人机交互系统

人机交互系统是使操作人员参与机器人控制并与机器人进行联系的装置。

该系统归纳起来分为两大类:指令给定装置和信息显示装置。驱动系统机器人系统组成分析机械结构系统控制系统人机交互系统机器人－环境交互系统感受系统第三部分—国际上的主要机器人生产厂家MotomanUP500有效载荷500kg，最大可达长度2542mm，6轴驱动，高可靠性52000小时MTBF，重复定位精度±0.5mmABBIRB340专为快速的拾取和放置动作而设计，适用于包装工业中快速而准确地移动物体6、控制系统

是根据程序和反馈信息控制机器人动作的中心。分为开环系统和闭环系统。

冗余自由度机器人

利用冗余自由度可以增加机器人的灵活性、躲避障碍物和改善动力性能。人的手臂(大臂、小臂、手腕)共有七个自由度,所以工作起来很灵巧,手部可回避障碍而从不同方向到达同一个目的点。

可以用精密度、正确度、和准确度三个参数来衡量。包括定位精度和重复定位精度。定位精度（Positioningaccuracy）：指机器人末端参考点实际到达的位置与所需要到达的理想位置之间的差距。重复性（Repeatability）或重复精度：指机器人重复到达某一目标位置的差异程度。或在相同的位置指令下，机器人连续重复若干次其位置的分散情况。它是衡量一列误差值的密集程度，即重复度。oo3．工作范围:指机器人末端操作器所能到达的区域。工作空间（Workingspace）：机器人手腕参考点或末端操作器安装点（不包括末端操作器）所能到达的所有空间区域，一般不包括末端操作器本身所能到达的区域。4．工作速度：

指机器人各个方向的移动速度或转动速度。这些速度可以相同，可以不同。5．承载能力：

指机器人在工作范围内的任何位姿上所能承受的最大质量。表1.3PUMA562机器人的主要技术参数

图

1.17PUMA562工业机器人

1.4.3工业机器人的坐标1.直角坐标／笛卡儿坐标／台架型(3P)优点：很容易通过计算机控制实现，容易达到高精度。缺点：妨碍工作,且占地面积大,运动速度低,密封性不好。直角坐标机器人的工作空间示意图

机器人的应用领域Tricept1005机器人机构简图固定平台（框架）万向铰链伸缩杆动平台高速铣头机构简图框架Tricept1005

机器人及主轴部件高速铣头伸缩杆伺服电动机机器人的分类串联机器人——水平多关节机器人机器人的分类并联机器人2.圆柱坐标型(R2P)

优点：且计算简单;直线部分可采用液压驱动,可输出较大的动力;能够伸入型腔式机器内部。

缺点：它的手臂可以到达的空间受到限制,不能到达近立柱或近地面的空间;直线驱动部分难以密封、防尘;后臂工作时,手臂后端会碰到工作范围内的其它物体。3.球坐标型(2RP)

特点：中心支架附近的工作范围大,两个转动驱动装置容易密封,覆盖工作空间较大。但该坐标复杂,难于控制,且直线驱动装置仍存在密封及工作死区的问题。4.关节坐标型/拟人型(3R)关节机器人的关节全都是旋转的,类似于人的手臂,工业机器人中最常见的结构。它的工作范围较为复杂。关节型工业机器人5.平面关节型SCARA机器人常用于装配作业,最显著的特点是它们在x-y平面上的运动具有较大的柔性,而沿z轴具有很强的刚性,所以,它具有选择性的柔性。这种机器人在装配作业中获得了较好的应用。平面关节机器人的工作空间

小结工业机器人的几种坐标形式关节坐标型平面关节型机器人的应用领域清洁