(2.1.2)--2.1工业机器人系统组成.pdf

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1、1 CONTENTS PAGE 目录页 1 培训概述 六大要素分析 培训体系建立 年度培训实施 2 3 4 目录 任务目标 任务引入 背景知识 任务实施 任务目标 1）熟知 工业机器人的基本组成；2）了解 工业机器人的选型方法；任务引入 在熟知工业机器人系统组成的基础上，掌握工业机器人组成系统各部分的功能，能够准确的为工业机器人选型。背景知识 工业机器人基本组成 工业机器人的选型 背景知识 工业机器人的系统由三大部分六个子系统组成，三大部分为控制部分、机械部分和传感器检测部分，六大子系统为：人机交互系统、控制系统、驱动系统、机械结构系统、感受系统以及机器人环境交互系统。一一、工业机器人基本组成

2、 工业机器人的总体结构 背景知识 一、工业机器人一、工业机器人基本组成基本组成 示教器:是机器人的人机交互接口，操作者可通过它对机器人进行编程或手动操纵机器人移动。操作机：用于完成各种作业任务的机械主体，主要包含机械臂、驱动装置、传动单元以及内部传感器等部分。控制器：是完成机器人控制功能的结构实现，是决定机器人功能和水平的关键部分。工业机器人系统组成 背景知识 一、工业机器人一、工业机器人基本组成基本组成 操作机 1-机械结构系统 2-驱动系统 3-控制系统 操作机（或称机器人本体）是工业机器人的机械主体，是用来完成各种作业的执行机构。它主要由机械结构系统、驱动系统、和控制系统三部分组成。背景

3、知识 一、工业机器人一、工业机器人基本组成基本组成 1.机械结构系统 工业机器人的机械结构系统主要由末端执行器、手腕、手臂、腰部和基座组成。末端执行器 手腕 手臂 腰部 基座 背景知识 一、工业机器人一、工业机器人基本组成基本组成 1.机械结构系统末端执行器 末端执行器是机器人直接用于抓取和握紧（或吸附）工件或夹持专用工具（如喷枪、扳手、焊接工具）进行操作的部件，它具有模仿人手动作的功能，并安装于机器人手臂的前端。末端执行器大致可分为以下几类：夹钳式取料手；吸附式取料手；专用操作器及转换器；仿生多指灵巧手。背景知识 一、工业机器人一、工业机器人基本组成基本组成 1.机械结构系统手腕 手腕是连接

4、末端执行器和手臂的部件，主要用于改变末端执行器的空间姿态。手臂是机器人执行机构中重要的部件，主要用于改变手腕和末端执行器的空间位置。(3)手臂 背景知识 一、工业机器人一、工业机器人基本组成基本组成 1.机械结构系统腰部和基座 腰部是机器人手臂的支承部分。基座是机器人的基础部分，起支撑作用。背景知识 一、工业机器人一、工业机器人基本组成基本组成 传动机构能够带动机械结构系统产生运动，常用的传动机构有：谐波减速器、滚珠丝杆、链、带以及各种齿轮系。传动机构 驱动装置是驱使工业机器人机械机构系统运动的机构，按照控制系统发出的信号指令，借助动力元件使机器人产生动作，作用就相当于人类的肌肉、筋络 通常有

5、：电机驱动，包括直流伺服电机、步进电机、交流伺服电机，液压驱动和气动驱动。驱动装置 工业机器人的驱动系统包括驱动装置和传动机构两部分，它们通常与机械结构连成机器人本体。2.驱动系统 背景知识 控制系统，相当于机器人的“大脑”，要有效地控制工业机器人，它的控制系统就必须具备以下两种功能，也是工业机器人控制系统所必需的基本功能。示教再现功能是指在执行新的任务之前，预先将作业的操作过程示教给工业机器人，然后让工业机器人再现示教的内容，以完成作业任务。示教再现功能 运动控制功能是指对工业机器人末端执行器的位姿、速度、加速度等项的控制。运动控制功能 一、工业机器人一、工业机器人基本组成基本组成 3.控制

6、系统 背景知识 一、工业机器人一、工业机器人基本组成基本组成 控制器：是根据指令以及传感信息控制机器人完成一定动作或作业任务的装置，是决定机器人功能和性能的主要因素，也是机器人系统中更新和发展最快的部分，其基本功能有：示教功能、记忆功能、位置伺服功能、坐标设定功能、与外围设备联系功能、传感器接口、故障诊断安全保护功能等。背景知识 一、工业机器人一、工业机器人基本组成基本组成 示教器：亦称示教编程器或示教盒，主要由液晶屏幕和操作按键组成。它是机器人的人机交互接口，机器人的所有操作基本上都是通过它来完成的。示教器 背景知识 二二、工业机器人、工业机器人的选型的选型 目前工业机器人主要用于弧焊、点焊

7、、喷涂、装配及搬运等作业，不同用途的机器人有不同的结构形式、自由度及控制要求。不同的应用条件和工艺要求，对机器人的负荷、速度及精度控制要求不同，需要不同的结构形式。工业机器人选型一般遵循以下原则：1、尺寸优化原则 2、高强度材料选用原则 3、刚度设计的原则 4、可靠性原则 5、工艺性原则 6、最小运动惯量原则 背景知识 二二、工业机器人、工业机器人的选型的选型 高强度材料选用原则 当设计要求满足一定工作空间要求时，通过尺寸优化以选定最小的臂杆尺寸，这将有利于本体刚度的提高，使运动惯量进一步降低。尺寸优化原则 由于机器人本体从手腕、小臂、大臂到基座是依次作为负载起作用的，选用高强度材料以减轻零部

8、件的质量，减少运转的动载荷与冲击，减小驱动装置负载，提高运动部件的响应速度是十分必要的。背景知识 二二、工业机器人、工业机器人的选型的选型 可靠性原则 要使刚度最大，必须恰当地选择杆件截面形状和尺寸，提高支承刚度和接触刚度，合理安排作用在臂杆上的力和力矩，尽量减少杆件的弯曲变形。刚度设计的原则 机器人本体因结构复杂、环节较多，可靠性显得尤为重要。一般来说，元器件的可靠性应高于部件的可靠性，而部件的可靠性应高于整机的可靠性。背景知识 二二、工业机器人、工业机器人的选型的选型 机器人本体是一种高精度、高集成度的自动机械系统，良好的加工和装配工艺性是设计时要体现的重要原则之一。工艺性原则 最小运动惯

9、量原则 最小运动惯量原则 由于机器人本体运动部件较多，运动状态经常改变，必然会产生冲击和振动。采用最小运动惯量原则，尽量减小运动部件的质量，可以增加本体运动的平稳性，提高本体的动力学特性。任务考核 考核项目 考核内容 要求及评分标准 配分 成绩 理论知识 示教器设置 示教器操作界面常用选项包括哪些？5 机器人系统操作 工业机器人操作系统如何备份与恢复？10 工业机器人系统时间如何设定？5 实 际 操 作评定 示教器使用 对示教器界面熟悉，操作规范 30 机器人系统设置 对机器人系统设置后是否运行良好 30 文明生产 安全操作 符合安全操作规程 5 6S 标准执行 工作过程符合 6S 标准，及时清理维护设备 5 团队合作 具备小组间沟通、协作能力 10 合计 100 开始时间：结束时间：总结与思考 带你认知：工业机器人基本组成 带你掌握：工业机器人组成系统各部分功能 带你了解：工业机器人的选型