工業(yè)機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì).ppt

第四章工業(yè)機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)工業(yè)機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)是工業(yè)機(jī)器人設(shè)計(jì)的重要部分，其它系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)有自己的獨(dú)立要求，但還必須與機(jī)械系統(tǒng)相匹配，相輔相成，組成一個(gè)完整的機(jī)器人系統(tǒng)。雖然工業(yè)機(jī)器人不同于專用設(shè)備，它具有較強(qiáng)的靈活性，但是，要設(shè)計(jì)和制造什么活都能干的機(jī)器人是不現(xiàn)實(shí)的。不同應(yīng)用領(lǐng)域的工業(yè)機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)上的差異比工業(yè)機(jī)器人其它系統(tǒng)設(shè)計(jì)上的差異大得多。因此，使用要求是工業(yè)機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)。動(dòng)力源是單獨(dú)被劃分出來(lái)的，并且考慮到電動(dòng)驅(qū)動(dòng)、液壓驅(qū)動(dòng)、氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)已在其它課程中進(jìn)行了學(xué)習(xí)，所以，動(dòng)力源設(shè)計(jì)在此不再講述了。4一l工業(yè)機(jī)器人總體設(shè)計(jì)一、主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工業(yè)機(jī)器人主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要問(wèn)題是選擇由連桿件和運(yùn)動(dòng)副組成的坐標(biāo)形式。最廣泛使用的工業(yè)機(jī)器人坐標(biāo)形式有2直角坐標(biāo)式、圓柱坐標(biāo)式、球面坐標(biāo)式(極坐標(biāo)式)、關(guān)節(jié)坐標(biāo)式(包括平面關(guān)節(jié)式)。1.直角坐標(biāo)式機(jī)器人直角坐標(biāo)式機(jī)器人主要用于生產(chǎn)設(shè)備的上下料，也可用于高精度的裝配和檢測(cè)作業(yè)，大約占工業(yè)機(jī)器人總數(shù)的14%左右。一般直角坐標(biāo)式機(jī)器人的手臂能垂直主下移動(dòng)(Z方向運(yùn)動(dòng)),并可沿滑架和橫梁上的導(dǎo)軌進(jìn)行水平面內(nèi)二維移動(dòng)(X和y方向運(yùn)動(dòng))。直角坐標(biāo)式機(jī)器人主體結(jié)構(gòu)具有三個(gè)自由度,而手腕自由度的多少可視用途而定。直角坐標(biāo)式機(jī)器人的優(yōu)點(diǎn)是：(1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。(2)容易編程。(3)采用直線滾動(dòng)導(dǎo)軌后,速度高,定位精度高。(4)在X，Y和Z三個(gè)坐標(biāo)軸方向上的運(yùn)動(dòng)沒(méi)有桐合作用，對(duì)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)相對(duì)容易些。但是，由于直角坐標(biāo)式機(jī)器人必須采用導(dǎo)軌，帶來(lái)許多問(wèn)題，其主要缺點(diǎn)是：(1)導(dǎo)軌麗的防護(hù)比較困難,不能像轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)的軸承那樣密封得很好。(2)導(dǎo)軌的支承結(jié)構(gòu)增加了機(jī)器人的重量,并減少了有效工作范圍。(3)為了減少摩擦需要用很長(zhǎng)的直線滾動(dòng)導(dǎo)軌,價(jià)格高。(4)結(jié)構(gòu)尺寸與有效工作范圍相比顯得龐大。(5)移動(dòng)部件的慣量比較大,增加了驅(qū)動(dòng)裝置的尺寸和能量消耗。近來(lái)一種起重機(jī)臺(tái)架式直角坐標(biāo)機(jī)器人的應(yīng)用越來(lái)越多，在直角坐標(biāo)式機(jī)器人中的比重正在增加(見(jiàn)圖4-1)。在像裝配飛機(jī)構(gòu)件這樣的大車間中，這種起重機(jī)臺(tái)架式直角坐標(biāo)機(jī)器人的X和y坐標(biāo)軸方向移動(dòng)距離分別可達(dá)100m和40m，沿Z坐標(biāo)軸方向可達(dá)5