电动直角坐标通用机器人设计文献综述

 2022-07-24 01:07

综述

在现代工业中,生产过程的机械化、自动化已成为突出的主题。化工等连续性生产过程的自动化已基本得到解决。但在机械工业中,加工、装配等生产是不连续的。专用机床是大批量生产自动化的有效办法;程控机床、数控机床、加工中心等自动化机械是有效地解决多品种小批量生产自动化的重要办法。但除切削加工本身外,还有大量的装卸、搬运、装配等作业,有待于进一步实现机械化。机器人的出现并得到应用,为这些作业的机械化奠定了良好的基础。 “工业机器人”(Industrial Robot)多数是指程序可变(编)的独立的自动抓取、搬运工件、操作工具的装置(国内称作工业机器人或通用机器人)。 机器人是一种具有人体上肢的部分功能,工作程序固定的自动化装置。机器人具有结构简单、成本低廉、维修容易的优势,但功能较少,适应性较差。目前我国常把具有上述特点的机器人称为专用机器人,而把工业机械人称为通用机器人。 简而言之,机器人就是用机器代替人手,把工件由某个地方移向指定的工作位置,或按照工作要求以操纵工件进行加工。[12]

机器人分类 第一类是不需要人工操作的通用机器人,它是一种独立的、不附属于某一主机的装置,可以根据任务的需要编制程序,以完成各项规定操作。它是除具备普通机械的物理性能之外,还具备通用机械、记忆智能的三元机械。第二类是需要人工操作的,称为操作机(Manipulator)。它起源于原子、军事工业,先是通过操作机来完成特定的作业,后来发展到用无线电讯号操作机器人来进行探测月球等。【11】工业中采用的锻造操作机也属于这一范畴。第三类是专业机器人,主要附属于自动机床或自动生产线上,用以解决机床上下料和工件传送。这种机器人在国外通常被称之为“Mechanical Hand”,它是为主机服务的,由主机驱动。除少数外,工作程序一般是固定的,因此是专用的.【10】 机器人按照结构形式的不同又可分为多种类型,其中关节型机器人以其结构紧凑,所占空间体积小,相对工作空间最大,甚至能绕过基座周围的一些障碍物等这样一些特点,成为机器人中使用最多的一种结构形式,世界一些著名机器人的本体部分都采用这种机构形式的机器人。

要机器人像人一样拿取东西,最简单的基本条件是要有一套类似于指、腕、臂、关节等部分组成的抓取和移动机构——执行机构;像肌肉那样使手臂运动的驱动-传动系统;像大脑那样指挥手动作的控制系统。这些系统的性能就决定了机器人的性能。一般而言,机器人通常就是由执行机构、驱动-传动系统和控制系统这三部分组成,

直角坐标机器人所属的就是通用机器人,直角坐标机器人是指能够实现自动控制的、可重复编程的、多自由度的、运动自由度建成空间直角关系的、多用途的操作机。又称大型的直角坐标机器人,也称桁架机器人或龙门式机器人,其工作的行为方式主要是通过完成沿着X、Y、Z轴上的线性运动来进行的。

主要特点1、自由度运动,每个运动自由度之间的空间夹角为直角;2自动控制的,可重复编程,所有的运动均按程序运行;3、一般由控制系统、驱动系统、机械系统、操作工具等组成。4、灵活,多功能,因操作工具的不同功能也不同。5、高可靠性、高速度、高精度。6、可用于恶劣的环境,可长期工作,便于操作维修

直角坐标型机器人因末端操作工具的不同,可以非常方便的用作各种自动化设备,完成如焊接、搬运、上下料、包装、码垛、拆垛、检测、探伤、分类、装配、贴标、喷码、打码、(软仿型)喷涂、目标跟随、排爆等一系列工作。应用对象涉及电子、机械、汽车、食品等诸多行业。

相对于关节型机器人而言,直角坐标型机器人不仅结构简单,而且成本低廉。直角坐标型组合方式灵活多样,可以组装成单轴到多轴的机械手,如龙门式、悬臂式、壁挂式等,也可根据不同的负载、行程、功能及特殊空间要求,为客户订制所需求产品。同时,X、Y、Z三轴基础上可以扩展旋转轴和翻转轴,构成五自由度和六自由度机器人,或者作为专业自动化机械中的直线定位系统。[9] 相较于人工,直角坐标型机器人有无可比拟的优势。直角坐标型机器人运行速度快,重复定位精度高,可有效节省人工成本、快速提升产能,适合大批量生产,可缩短交货周期,能确保产品质量的稳定性、均匀性与一致性,生产制造出来的产品保障性更高。

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