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    機器人主要結構

    一文詳解:工業機器人結構、驅動及技術

    ㈠、機器人驅動裝置

    概念:要使機器人運行起來, 需給各個關節即每個運動自由度安置傳動裝置 作用:提供機器人各部位、各關節動作的原動力。

    驅動系統:可以是液壓傳動、氣動傳動、電動傳動, 或者把它們結合起來應用的綜合系統; 可以是直接驅動或者是通過同步帶、鏈條、輪系、諧波齒輪等機械傳動機構進行間接驅動。

    1、電動驅動裝置

    一文詳解:工業機器人結構、驅動及技術

    電動驅動裝置的能源簡單,速度變化范圍大,效率高,速度和位置精度都很高。但它們多與減速裝置相聯,直接驅動比較困難。

    電動驅動裝置又可分為直流(DC)、交流(AC)伺服電機驅動和步進電機驅動。 直流伺服電機電刷易磨損,且易形成火花。無刷直流電機也得到了越來越廣泛的應用。 步進電機驅動多為開環控制,控制簡單但功率不大,多用于低精度小功率機器人系統。

    電動上電運行前要作如下檢查:

    1)電源電壓是否合適(過壓很可能造成驅動模塊的損壞); 對于直流輸入的+/-極性一定不能接錯,驅動控制器上的電機型號或電流設定值是否合適(開始時不要太大);

    2)控制信號線接牢靠,工業現場最好要考慮屏蔽問題(如采用雙絞線);

    3)不要開始時就把需要接的線全接上,只連成最基本的系統,運行良好后,再逐步連接。

    4)一定要搞清楚接地方法,還是采用浮空不接。

     

    5)開始運行的半小時內要密切觀察電機的狀態,如運動是否正常,聲音和溫升情況,發現問題立即停機調整。

    2、液壓驅動

    通過高精度的缸體和活塞來完成,通過缸體和活塞桿的相對運動實現直線運動。

    優點:功率大,可省去減速裝置直接與被驅動的桿件相連,結構緊湊,剛度好,響應快,伺服驅動具有較高的精度。

    缺點:需要增設液壓源,易產生液體泄漏,不適合高、低溫場合,故液壓驅動目前多用于特大功率的機器人系統。

    選擇適合的液壓油。 防止固體雜質混入液壓系統,防止空氣和水入侵液壓系統 。機械作業要柔和平順機械作業應避免粗暴,否則必然產生沖擊負荷,使機械故障頻發,大大縮短使用壽命。要注意氣蝕和溢流噪聲。作業中要時刻注意液壓泵和溢流閥的聲音,如果液壓泵出現“氣蝕”噪聲,經排氣后不能消除,應查明原因排除故障后才能使用。 保持適宜的油溫。液壓系統的工作溫度一般控制在30~80℃之間為宜。

    3、氣壓驅動

    氣壓驅動的結構簡單,清潔,動作靈敏,具有緩沖作用。 .但與液壓驅動裝置相比,功率較小,剛度差,噪音大,速度不易控制,所以多用于精度不高的點位控制機器人。

    (1)具有速度快、系統結構簡單,維修方便、價格低等特點。適于在中、小負荷的機器人中采用。但因難于實現伺服控制,多用于程序控制的機械人中,如在上、下料和沖壓機器人中應用較多。

    (2)在多數情況下是用于實現兩位式的或有限點位控制的中、小機器人中的。

    (3)控制裝置目前多數選用可編程控制器(PLC控制器)。在易燃、易爆場合下可采用氣動邏輯元件組成控制裝置。

    ㈡、直線傳動機構。

    傳動裝置是連接動力源和運動連桿的關鍵部分,根據關節形式,常用的傳動機構形式有直線傳動和旋轉傳動機構。

    直線傳動方式可用于直角坐標機器人的X、Y、Z向驅動,圓柱坐標結構的徑向驅動和垂直升降驅動,以及球坐標結構的徑向伸縮驅動。

    直線運動可以通過齒輪齒條、絲杠螺母等傳動元件將旋轉運動轉換成直線運動,也可以有直線驅動電機驅動,也可以直接由氣缸或液壓缸的活塞產生。

    1、齒輪齒條裝置

    通常齒條是固定的。齒輪的旋轉運動轉換成托板的直線運動。

    優點:結構簡單。

    缺點:回差較大。

    一文詳解:工業機器人結構、驅動及技術

    2、滾珠絲杠

    在絲杠和螺母的螺旋槽內嵌入滾珠,并通過螺母中的導向槽使滾珠能連續循環。

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