【解密】拆开工业机器人,看看它的内部结构

【解密】拆开⼯业机器⼈,看看它的内部结构
中国制造业发展的步伐越来越快,中国⼯⼚使⽤的⼯业机器⼈数量越来越多,要想成为⼯业机器⼈技术型⼈才,⼯业机器⼈的内部构造必须要了解。下⾯为⼤家先欣赏介绍⼀下通⽤⼯业机器⼈的风光在拆解其构造。
拆解前我们先了解⼀下⼯业机器⼈的风光!!
再来看看下⾯这些动图
▼ABB机器⼈:哎嘿,哎嘿,哎嘿,为啥我们ABB要打铁?
▼发那科机器⼈:⼀起摇摆~焊出那诡异的光~
▼汽车间机器⼈点焊:兄弟们,⼀起上!
▼宝马车间机器⼈喷涂:⼤爷,舒服喵?
▼格⼒机器⼈装配空调:整齐有序是我们的⼝号~
▼锻造线上,机器⼈参与上下料
▼美的空调的⽣产线上,4台机器⼈焊接罐件
▼CNC加⼯中⼼应⽤机器⼈进⾏⾃动化上下料
码装拉链▼冲压(锻压)⽣产线上,⼏台冲压机器⼈完成上下料动作
▼机器⼈正在安静地重复着码垛的⼯作~
▼检测线上,4台机器⼈正交错完成⼤型车⾝的测量与检测
▼装配机械⼿:我是谁,我在哪⼉……
欣赏完我们拆解⼀下⼯业机器⼈的构造!
欣赏完我们拆解⼀下⼯业机器⼈的构造!
⾸先我们来看⼀个视频
视频很直观地演⽰了⼯业机器⼈的主要内部结构构造。
1
机器⼈驱动装置
概念:要使机器⼈运⾏起来, 需给各个关节即每个运动⾃由度安置传动装置作⽤:提供机器⼈各部位、各关节动作的原动⼒。
驱动系统:可以是液压传动、⽓动传动、电动传动, 或者把它们结合起来应⽤的综合系统; 可以是直接驱动或者是通过同步带、链条、轮系、谐波齿轮等机械传动机构进⾏间接驱动。
电动驱动装置
电动驱动装置的能源简单,速度变化范围⼤,效率⾼,速度和位置精度都很⾼。但它们多与减速装置
相联,直接驱动⽐较困难。
电动驱动装置⼜可分为直流(DC)、交流(AC)伺服电机驱动和步进电机驱动。直流伺服电机电刷易磨损,且易形成⽕花。⽆刷直流电机也得到了越来越⼴泛的应⽤。步进电机驱动多为开环控制,控制简单但功率不⼤,多⽤于低精度⼩功率机器⼈系统。
电动上电运⾏前要作如下检查:
1、电源电压是否合适(过压很可能造成驱动模块的损坏);对于直流输⼊的+/-极性⼀定不能接错,驱动控制器上的电机型号或电流设定值是否合适(开始时不要太⼤);
2、控制信号线接牢靠,⼯业现场最好要考虑屏蔽问题(如采⽤双绞线);
3、不要开始时就把需要接的线全接上,只连成最基本的系统,运⾏良好后,再逐步连接。
4、⼀定要搞清楚接地⽅法,还是采⽤浮空不接。
5、开始运⾏的半⼩时内要密切观察电机的状态,如运动是否正常,声⾳和温升情况,发现问题⽴即停机调整。
液压驱动
通过⾼精度的缸体和活塞来完成,通过缸体和活塞杆的相对运动实现直线运动。
优点:功率⼤,可省去减速装置直接与被驱动的杆件相连,结构紧凑,刚度好,响应快,伺服驱动具有较⾼的精度。
缺点:需要增设液压源,易产⽣液体泄漏,不适合⾼、低温场合,故液压驱动⽬前多⽤于特⼤功率的机器⼈系统。
选择适合的液压油。防⽌固体杂质混⼊液压系统,防⽌空⽓和⽔⼊侵液压系统。机械作业要柔和平顺机械作业应避免粗暴,否则必然产⽣冲击负荷,使机械故障频发,⼤⼤缩短使⽤寿命。要注意⽓蚀和溢流噪声。作业中要时刻注意液压泵和溢流阀的声⾳,如果液压泵出现“⽓蚀”噪声,经排⽓后不能消除,应查明原因排除故障后才能使⽤。保持适宜的油温。液压系统的⼯作温度⼀般控制在30~80℃之间为宜。
⽓压驱动
⽓压驱动的结构简单,清洁,动作灵敏,具有缓冲作⽤。 .但与液压驱动装置相⽐,功率较⼩,刚度差,噪⾳⼤,速度不易控制,所以多⽤于精度不⾼的点位控制机器⼈。
1、具有速度快、系统结构简单,维修⽅便、价格低等特点。适于在中、⼩负荷的机器⼈中采⽤。但
因难于实现伺服控制,多⽤于程序控制的机械⼈中,如在上、下料和冲压机器⼈中应⽤较多。
2、在多数情况下是⽤于实现两位式的或有限点位控制的中、⼩机器⼈中的。
3、控制装置⽬前多数选⽤可编程控制器(PLC控制器)。在易燃、易爆场合下可采⽤⽓动逻辑元件组成控制装置。
2
直线传动机构
传动装置是连接动⼒源和运动连杆的关键部分,根据关节形式,常⽤的传动机构形式有直线传动和旋转传动机构。
直线传动⽅式可⽤于直⾓坐标机器⼈的X、Y、Z向驱动,圆柱坐标结构的径向驱动和垂直升降驱动,以及球坐标结构的径向伸缩驱动。
直线运动可以通过齿轮齿条、丝杠螺母等传动元件将旋转运动转换成直线运动,也可以有直线驱动电机驱动,也可以直接由⽓缸或液压缸的活塞产⽣。
齿轮齿条装置
d2x说明书
通常齿条是固定的。齿轮的旋转运动转换成托板的直线运动。
优点:结构简单。
缺点:回差较⼤。
滚珠丝杠
在丝杠和螺母的螺旋槽内嵌⼊滚珠,并通过螺母中的导向槽使滚珠能连续循环。
优点:摩擦⼒⼩,传动效率⾼,⽆爬⾏,精度⾼
缺点:制造成本⾼,结构复杂。
⾃锁问题:理论上滚珠丝杠副也可以⾃锁,但是实际应⽤上没有使⽤这个⾃锁的,原因主要是:可靠性很差,或加⼯成本很⾼;因为直径与导程⽐⾮常⼤,⼀般都是再加⼀套蜗轮蜗杆之类的⾃锁装置。
3
旋转传动机构
采⽤旋转传动机构的⽬的是将电机的驱动源输出的较⾼转速转换成较低转速,并获得较⼤的⼒矩。机器⼈中应⽤较多的旋转传动机构有齿轮链、同步⽪带和谐波齿轮。
齿轮链桥架接头
1、转速关系
2、⼒矩关系
同步⽪带
同步带是具有许多型齿的⽪带,它与同样具有型齿的同步⽪带轮相啮合。⼯作时相当于柔软的齿轮。
优点:⽆滑动,柔性好,价格便宜,重复定位精度⾼。
缺点:具有⼀定的弹性变形。
谐波齿轮
谐波齿轮由刚性齿轮、谐波发⽣器和柔性齿轮三个主要零件组成,⼀般刚性齿轮固定,谐波发⽣器驱动柔性齿轮旋转。步步紧
主要特点:
1、传动⽐⼤,单级为50—300。
2、传动平稳,承载能⼒⾼。
3、传动效率⾼,可达70%—90%。
切削液废水4、传动精度⾼,⽐普通齿轮传动⾼3—4倍。
5、回差⼩,可⼩于3’。
6、不能获得中间输出,柔轮刚度较低。
谐波传动装置在机器⼈技术⽐较先进的国家已得到了⼴泛的应⽤。仅就⽇本来说,机器⼈驱动装置的60%都采⽤了谐波传动。
美国送到⽉球上的机器⼈,其各个关节部位都采⽤谐波传动装置,其中⼀只上臂就⽤了30个谐波传动机构。
前苏联送⼊⽉球的移动式机器⼈“登⽉者”,其成对安装的8个轮⼦均是⽤密闭谐波传动机构单独驱动的。
.德国⼤众汽车公司研制的ROHREN、GEROT R30型机器⼈和法国雷诺公司研制的VERTICAL 80型机器⼈等都采⽤了谐波传动机构。
4
机器⼈传感系统
1、感受系统由内部传感器模块和外部传感器模块组成, ⽤以获取内部和外部环境状态中有意义的信息。
2、智能传感器的使⽤提⾼了机器⼈的机动性、适应性和智能化的⽔准。
3、智能传感器的使⽤提⾼了机器⼈的机动性、适应性和智能化的⽔准。
4、对于⼀些特殊的信息, 传感器⽐⼈类的感受系统更有效。
5
机器⼈位置检测
旋转光学编码器是最常⽤的位置反馈装置。光电探测器把光脉冲转化成⼆进制波形。轴的转⾓通过计
算脉冲数得到,转
>设备集电环

本文发布于:2024-09-21 19:37:50,感谢您对本站的认可!

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标签:机器   驱动   传动   装置   齿轮   系统
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