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工业机器人基础知识

五种形态机器人:直角坐标型、圆柱坐标型、球坐标型、关节坐标型、scara型
机器人系统组成:机械系统、驱动系统、控制系统、感知系统
机器人自由度一般在3-6个之间,刚体自由度3个平动、3个转动,可分解为平动和绕通过质心某直线的定点转动,描述物体运动所需要的独立坐标数。自由度越多,系统越复杂越灵活,控制难度越大
自由度的数目与用途、生产要求有关,生产批量大、可靠性高、运行快、环境复杂、负载轻,采用少自由度;便于更换、增加柔性,多自由度。
定位精度和重复定位精度:是两个精度指标。前者,末端操作实际位置与目标位置之间的偏差,机械误差、控制算法误差、系统分辨率影响。后者,同一环境、条件、目标动作、命令之下,重复运动若干次,其位置的分布情况,是统计数据是衡量示教-再现机器人的重要指标。
基本参数:自由度数目、作业范围、承载能力、运动速度、定位精度
驱动方式:液压驱动、气压驱动、电气驱动
液压优点:1、具有较大推力或转矩2、工作平稳,位置精确3、力、速度、方向容易实现自动控制4、使用寿命长,缺点:1、温度相关危险性高2、易泄露造价高3、供油要求严格;气压优点:1、容易达到高速2、运行环境要求低3、价格低廉4、较高的安全性、柔软性,缺点:1、结构要求大2、平稳性差,难以实现精确控制3、零件易损耗4、有噪声污染。电气优点:能源简单,速度变化范围大,效率高,速度和位置精度高,使用方便、噪声低、控制灵活,缺点:电刷易磨损、控制复杂
直线驱动机构:齿轮齿条装置、普通丝杠、滚珠丝杠、液压/气压缸
旋转驱动机构:齿轮链(轮系)、同步带传动装置、谐波齿轮、摆线针轮传动减速器
手腕分类:单自由度、二自由度、三自由度
手部特点:1、手部手腕相连处可拆卸2、是工业机器人的末端操作器3、通用性比较差4、是一个独立部件
手部分类:根据其用途,分为手抓和工具两大类,手抓具有一定通用性,主要功能抓住工件、持握工件、释放工件,工具用于某种作业;根据夹持原理,分为机械钳爪式和吸附式,吸附式分为磁力吸附式、真空吸附式,机械钳爪式按夹取方式分为内撑式、外夹式,按机械结构特征、外观、功用,还有齿轮齿条移动式手爪、重力式钳爪、平行连杆式钳爪、拨杠杆式钳爪、自动调整式钳爪、特殊形式手指
工业机器人的控制方式:点位控制与连续轨迹控制:分为点位(PTP)控制和连续轨迹(CP)控制。PTP控制要求机器人末端以一定姿态尽快且无超调实现相邻点之间的运动,但对相邻点之间的运动轨迹不做具体要求

,应用于在印刷版上安插元件、点焊、搬运及上/下料等作业; CP控制要求机器人末端沿预定的轨迹运动,即在运动轨迹上任意特定数量的点处停留。将运动轨迹分解为插补点序列。应用于弧焊、喷漆、切割等作业。力(力矩)控制方式。智能控制方式。示教-再现控制:主要应用于不经常变更生产线、运动不易直接编写的场合。
工业机器人用传感器的分类:内部传感器,测量机器人自身的状态,由位置、速度和加速度传感器组成;外部传感器,测量作业外部信息,触觉传感器是外部传感器。



光电编码器:绝对式光电编码器,直接把被测转角或位移转化成相应代码,无绝对误差,电源切断不会丢失位置信息;相对式光电编码器,以数字形式测量出转轴相对于某一基准位置的瞬时角位置,测量转速、转向。
机器人视觉获取信息量大、信息完整,重要感知功能。其特点:1、精度高 能够对极大量的目标进行测量,且不需接触目标,采用计算机技术2、连续性 使人们免受疲劳之苦3、灵活性 能够进行不同信息的测量,软件易升级4、标准性 其核心是图像技术,标准统一

末端操作臂是操作器,由关节顺序串联而成,关节决定两相邻连接杆,称为运动副。移动关节、回转关节。
刚体在三维空间有6个自由度。机器人也需要6个自由度。其运动由臂部和手腕的运动组合而成。臂部3个关节,改变参考点位置,定位机构;手腕3各关节,垂线相互垂直想叫,改变末端操作器的姿态,定向机构。定位、定向机构组成操作臂

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