第四章工业机器人机械系统设计 工业机器人机械系统设计是工业机器人设计的重 要部分,其它系统的设计应有自己的独立要求,但还 必须与机械系统相匹配,相辅相成,组成一个完整的 机器人系统。虽然工业机器人不同于专用设备,它具 有较强的灵活性,但是,要设计和制造什么活都能干 的机器人是不现实的。不同应用领域的工业机器人机 械系统设计上的差异比工业机器人其它系统设计上的 差异大得多。因此,使用要求是工业机器人机械系统 设计的出发点。动力源是单独被划分出来的,并且考 虑到电动驱动、液压驱动、气动驱动已在其它课程中 进行了学习,所以,动力源设计在此不再讲述了
第四章 工业机器人机械系统设计 工业机器人机械系统设计是工业机器人设计的重 要部分，其它系统的设计应有自己的独立要求，但还 必须与机械系统相匹配，相辅相成，组成一个完整的 机器人系统。虽然工业机器人不同于专用设备，它具 有较强的灵活性，但是，要设计和制造什么活都能干 的机器人是不现实的。不同应用领域的工业机器人机 械系统设计上的差异比工业机器人其它系统设计上的 差异大得多。因此，使用要求是工业机器人机械系统 设计的出发点。动力源是单独被划分出来的，并且考 虑到电动驱动、液压驱动、气动驱动已在其它课程中 进行了学习，所以，动力源设计在此不再讲述了
§4-1业机器人总体设计 主体结构设计 工业机器人主体结构设计的主要问题是选择由连 杆件和运动副组成的坐标形式。最广泛使用的工业机 器人坐标形式有2直角坐标式、圆柱坐标式、球面坐标 式(极坐标式)、关节坐标式(包括平面关节式)。 1.直角坐标式机器人 直角坐标式机器人主要用于生产设备的上下料, 也可用于高精度的装配和检测作业,大约占工业机器 人总数的14%左右。一般直角坐标式机器人的手臂能 垂直主下移动(Z方向运动)并可沿滑架和横梁上的导轨 进行水平面内二维移动(X和y方向运动)。直角坐标式 机器人主体结构具有三个自由度而手腕自由度的多少 可视用途而定
• §4一l工业机器人总体设计 • 一、主体结构设计 • 工业机器人主体结构设计的主要问题是选择由连 杆件和运动副组成的坐标形式。最广泛使用的工业机 器人坐标形式有2直角坐标式、圆柱坐标式、球面坐标 式(极坐标式)、关节坐标式(包括平面关节式)。 • 1.直角坐标式机器人 • 直角坐标式机器人主要用于生产设备的上下料， 也可用于高精度的装配和检测作业，大约占工业机器 人总数的14%左右。一般直角坐标式机器人的手臂能 垂直主下移动(Z方向运动),并可沿滑架和横梁上的导轨 进行水平面内二维移动(X和y方向运动)。直角坐标式 机器人主体结构具有三个自由度,而手腕自由度的多少 可视用途而定
直角坐标式机器人的优点是: (1)结构简单。 (2)容易编程。 (3)用直线滚动导轨后速度高定位精度高。 (4)在X,Y和Z三个坐标轴方向上的运动没有桐合作用,对控制 系统设计相对容易些。但是,由于直角坐标式机器人必须采用导 轨,带来许多问题,其主要缺点是: (1)导轨丽的防护比较困难,不能像转动关节的轴承那样密封得 很好 (2)导轨的支承结构增加了机器人的重量,并减少了有效工作范 围 (3)为了减少摩擦需要用很长的直线滚动导轨价格高。 (4)结构尺寸与有效工作范围相比显得庞大 (5)移动部件的惯量比较大,增加了驱动装置的尺寸和能量消耗
• 直角坐标式机器人的优点是： • (1)结构简单。 • (2)容易编程。 • (3)采用直线滚动导轨后,速度高,定位精度高。 • (4)在X，Y和Z三个坐标轴方向上的运动没有桐合作用，对控制 系统设计相对容易些。但是，由于直角坐标式机器人必须采用导 轨，带来许多问题，其主要缺点是： • (1)导轨丽的防护比较困难,不能像转动关节的轴承那样密封得 很好。 • (2)导轨的支承结构增加了机器人的重量,并减少了有效工作范 围。 • (3)为了减少摩擦需要用很长的直线滚动导轨,价格高。 • (4)结构尺寸与有效工作范围相比显得庞大。 • (5)移动部件的惯量比较大,增加了驱动装置的尺寸和能量消耗
近来一种起重机台架式直角坐标机器人的应用越 来越多,在直角坐标式机器人中的比重正在增加(见图 4-1)。在像装配飞机构件这样的大车间中,这种起重机 台架式直角坐标机器人的X和y坐标轴方向移动距离分 别可达100m和40m,沿Z坐标轴方向可达5m,成为目 前最大的机器人。并且,因为仅仅台架的立柱占据了 安装位置,所以它能很好地利用车间的空间
• 近来一种起重机台架式直角坐标机器人的应用越 来越多，在直角坐标式机器人中的比重正在增加(见图 4-1)。在像装配飞机构件这样的大车间中，这种起重机 台架式直角坐标机器人的X和y坐标轴方向移动距离分 别可达100m和40m，沿Z坐标轴方向可达5m，成为目 前最大的机器人。并且，因为仅仅台架的立柱占据了 安装位置，所以它能很好地利用车间的空间
(61) 图4-1起重机台架式直角坐标机器人