工业机器人课件工业机器人结构设计课件

第2章IR机械系统设计

1章回顾机器人机器人的分类娱乐性机器人工业用机器人服务用机器人1.1机器人概述综合各种说法，机器人特性:拟人功能：模仿人或动物肢体动作的机器，能像人那样使用工具的机械。可编程：机器人具有智力或感觉与识别能力，可随工作环境变化的需要而在编程。通用性：在执行不同作业任务时，具有较好的通用性。ClicktoeditMastertitlestyleClicktoeditMastersubtitlestyleClicktoeditMastertitlestyleClicktoeditMastersubtitlestyleClicktoeditMastertitlestyleClicktoeditMastersubtitlestyleClicktoeditMastertitlestyleClicktoeditMastersubtitlestyle视频ClicktoeditMastertitlestyleClicktoeditMastersubtitlestyle国内外主要的工业机器人生产厂商

日本的FANUC、日本的Yaskawa、日本的Denso等瑞典的ABBRobotics德国的KUKARoboter美国的AdeptTechnology、AmericanRobot、S-TRobotics等意大利COMAU英国的AutoTechRobotics以色列的RobogroupTek公司

中国新松机器自动化股份有限公司首钢莫托曼机器人有限公司唐山松下

产业机器人有限公司视频机器人介绍全球主要机器人介绍：FANUC

ClicktoeditMastertitlestyleClicktoeditMastersubtitlestyle机器人的运动形式结构形式直角坐标式—雕刻、搬运、装配关节坐标式—喷涂、焊接平面关节式—搬运、装配圆柱坐标式—专用搬运球坐标式—专用

不常用工业机器人应用举例APP1-COBRA800搬运APP4-SAM1搬运APP2-ASSEMBLY-ABSBRC装配APP6-MS装配APP3-IMPULSE视觉搬运APP5-DISPNSEM涂胶ONRLEG_HOPPINGTWOLEG_HOPPINGClicktoeditMastertitlestyleClicktoeditMastersubtitlestyle工业机器人典型结构ClicktoeditMastertitlestyleClicktoeditMastersubtitlestyleMOTOMANSV3X机器人的组成

注意：不同的书上，运动简图的符号表示可能不一样。（a）表示手指（末端执行器）；（b）表示垂直、升降运动；（c）表示水平伸缩运动；（d）表示回转运动；（e）表示俯仰运动。附：工业机器人的结构机构运动简图直角坐标式圆柱坐标式球坐标式123456123456关节坐标式（a）直接驱动型（b）平行连杆型（c）偏置型（d）平面型ClicktoeditMastertitlestyleClicktoeditMastersubtitlestyle机械系统----机身、手臂、末端操作器（EndEffector）（人的骨骼、手、臂、腿等）驱动系统----各种Actuators:电机、液压缸、气缸（人的肌肉）控制系统----指挥系统（人的大脑，硬件和软件）检测系统----各种Sensors（人的五官）1.3IR的组成与技术参数1.3.1IR的组成主要参数，工业机器人IR？1.3.2IR的技术参数(specifications)

1.自由度(DegreeofFreedom：DOF;Dimensions)：

2.精度：定位精度和重复定位精度3.工作范围（Workingspace）：4.最大工作速度(Maxvelocity)5.承载能力(Ratedload)ClicktoeditMastertitlestyleClicktoeditMastersubtitlestyleClicktoeditMastertitlestyleClicktoeditMastersubtitlestyleClicktoeditMastertitlestyleClicktoeditMastersubtitlestyleClicktoeditMastertitlestyleClicktoeditMastersubtitlestyle基本理论，工业机器人IR？运动学、动力学基本理论机构形式位姿描述、齐次变换运动学正逆解（D-H连杆坐标系）动力学问题工作空间、操作灵活性等问题坐标系……工业机器人所涉及的理论内容运动学、动力学基本理论运动规划在线示教、离线编程和计算机控制机器人传感器37学习机器人课程，探讨？多思考，懂得查阅相关文献；12学会利用相关软件。方法建议多实践。ABBRobotStudio软件Webots机器人仿真软件Webots是一款用于移动机器人建模、编程、和仿真的开发环境软件。在Webots中，用户可以设计各种复杂的结构，可以在软件中对每个机器人选择大量的虚拟传感器和驱动器。可以在这种集成的环境或者是第三方的开发环境对机器人的控制器进行编程。机器人的行为完全可以通过现实环境中进行验证。Webots目前已经在全世界1067所大学及科研院所中使用，为全世界的使用者节省了大量的开发时间。

工业机器人总体设计驱动机构机身和臂部设计腕部设计手部设计行走机构设计本章主要内容第2章IR机械系统设计ClicktoeditMastertitlestyleClicktoeditMastersubtitlestyleClicktoeditMastertitlestyleClicktoeditMastersubtitlestyleClicktoeditMastertitlestyleClicktoeditMastersubtitlestyle第2章机器人结构设计基础2.1本体基本结构2.2手部设计2.3腕部设计2.4臂部设计2.5行走机构一、机器人本体基本结构组成：1、传动部件2、机身及行走机构3、臂部4、腕部5、手部2.1机器人本体的基本结构KUKA公司的工业机器人在工作2.1机器人本体的基本结构二、机器人本体基本结构特点：1、可以简化成各连杆首尾相接、末端无约束的开式连杆系，连杆系末端自由且无支承，这决定了机器人的结构刚度不高，并随连杆系在空间位姿的变化而变化。2.1机器人本体的基本结构二、机器人本体基本结构特点：2、开式连杆系中的每根连杆都具有独立的驱动器，属于主动连杆系，连杆的运动各自独立，不同连杆的运动之间没有依从关系，运动灵活。2.1机器人本体的基本结构二、机器人本体基本结构特点：3、连杆驱动扭矩的顺态过程在时域中的变化非常复杂，且和执行器反馈信号有关。连杆的驱动属于伺服控制型，因而对机械传动系统的刚度、间隙和运动精度都有较高的要求。2.1机器人本体的基本结构二、机器人本体基本结构特点：4、连杆系的受力状态、刚度条件和动态性能都是随位姿的变化而变化的，因此，极容易发生振动或出现其他不稳定现象。2.1机器人本体的基本结构二、机器人本体基本结构特点：↑工作负载与自重的比值↑静、动态刚度→↑定位精度、跟踪精度→↓控制系统的要求、造价→↑机械系统设计的灵活性↑固有频率→避开工作频率→↑系统的稳定性2.1机器人本体的基本结构2.