工業(yè)機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用(教案)2工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)控制-文庫(kù)吧
2025-04-02 00:51 本頁(yè)面
【正文】 式主要有液壓驅(qū)動(dòng)、氣壓驅(qū)動(dòng)和電氣驅(qū)動(dòng)三種基本類(lèi)型。 目前，除個(gè)別運(yùn)動(dòng)精度不高、重負(fù)載或有防爆要求的機(jī)器人采用液壓、氣壓驅(qū)動(dòng)外，工業(yè)機(jī)器人大多采用電氣驅(qū)動(dòng)，而其中屬交流伺服電機(jī)應(yīng)用最廣，且驅(qū)動(dòng)器布置大都采用一個(gè)關(guān)節(jié)一個(gè)驅(qū)動(dòng)器。 三種驅(qū)動(dòng)方式特點(diǎn)比較(3) 傳動(dòng)單元目前工業(yè)機(jī)器人廣泛采用的機(jī)械傳動(dòng)單元是減速器，應(yīng)用在關(guān)節(jié)型機(jī)器人上的減速器主要有兩類(lèi)： RV 減速器 和 諧波減速器 。 一般將 RV 減速器放置在基座、腰部、大臂等重負(fù)載的位置 ( 主要用于 20kg 以上的機(jī)器人關(guān)節(jié) ) ；將諧波減速器放置在小臂、腕部或手部等輕負(fù)載的位置 ( 主要用于 20kg 以下的機(jī)器關(guān)節(jié) ) 。 此外，機(jī)器人還采用齒輪傳動(dòng)、鏈條（帶）傳動(dòng)、直線運(yùn)動(dòng)單元等。 機(jī)器人關(guān)節(jié)傳動(dòng)單元 1) 諧波減速器通常由 3 個(gè)基本構(gòu)件組成，包括一個(gè)有內(nèi)齒的剛輪，一個(gè)工作時(shí)可產(chǎn)生徑向彈性變形并帶有外齒的柔輪和一個(gè)裝在柔輪內(nèi)部、呈橢圓形、外圈帶有柔性滾動(dòng)軸承的波發(fā)生器，在這 3個(gè)基本結(jié)構(gòu)中可任意固定一個(gè)，其余一個(gè)為主動(dòng)件一個(gè)從動(dòng)件。 諧波減速器原理圖 2) RV 減速器主要由 太陽(yáng)輪（中心輪）、行星輪、轉(zhuǎn)臂（曲柄軸）、轉(zhuǎn)臂軸承、擺線輪（RV 齒輪）、針齒、剛性盤(pán)與輸出盤(pán) 等零部件組成。具有較高的疲勞強(qiáng)度和剛度以及較長(zhǎng)的壽命，回差精度穩(wěn)定，高精度機(jī)器人傳動(dòng)多采用 RV 減速器。 RV 減速器原理圖 控制器機(jī)器人控制器是根據(jù)指令以及傳感信息控制機(jī)器人完成一定動(dòng)作或作業(yè)任務(wù)的裝置，是決定機(jī)器人功能和性能的主要因素，也是機(jī)器人系統(tǒng)中更新和發(fā)展最快的部分 ，其基本功能有：示教功能 、 記憶功能、位置伺服功能、坐標(biāo)設(shè)定功能、與外圍設(shè)備聯(lián)系功能、傳感器接口、故障診斷安全保護(hù)功能等。依據(jù)控制系統(tǒng)的開(kāi)放程度，機(jī)器人控制器分 3 類(lèi)：封閉型、開(kāi)放型和混合型。目前基本上都是封閉型系統(tǒng)（如日系機(jī)器人）或混合型系統(tǒng)（如歐系機(jī)器人）。按計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)、控制方式和控制算法的處理方法，機(jī)器人控制器又可分為 集中式控制 和 分布式控制 兩種方式。(1) 集中式控制器優(yōu)點(diǎn)：硬件成本較低，便于信息的采集和分析，易于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的最優(yōu)控制，整體性與協(xié)調(diào)性較好，基于 PC 的系統(tǒng)硬件擴(kuò)展較為方便。缺點(diǎn)：系統(tǒng)控制缺乏靈活性，控制危險(xiǎn)容易集中，一旦出現(xiàn)故障，其影響面廣，后果嚴(yán)重；大量數(shù)據(jù)計(jì)算，會(huì)降低系統(tǒng)實(shí)時(shí)性，系統(tǒng)對(duì)多任務(wù)的響應(yīng)能力也會(huì)與系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性相沖突；系統(tǒng)連線復(fù)雜，會(huì)降低系統(tǒng)的可靠性。 a) 單獨(dú)接口卡驅(qū)動(dòng) b) 多軸運(yùn)動(dòng)控制卡驅(qū)動(dòng)集中式機(jī)器人控制器結(jié)構(gòu)(2) 分布式控制器主要思想為“分散控制，集中管理”，為一個(gè)開(kāi)放、實(shí)時(shí)、精確的機(jī)器人控制系統(tǒng)。分布式系統(tǒng)中常采用兩級(jí)控制方式，由上位機(jī)和下位機(jī)組成。優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)靈活性好，控制系統(tǒng)的危險(xiǎn)性降低
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