第四章工业机器人设计(机械制造装备设计第四版)

▪ 学习控制型机器人 机器人能“体会”工作的经验，具有一 定的学习功能，并将所“学”的经验用于工作中。
▪ 智能机器人 以人工智能决定其行动的机器人。
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4.1.2工业机器人的构成及分类 Ⅳ
双足仿人机器人
管道机器人
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4.1.2工业机器人的构成及分类 Ⅳ
▪ 数控型机器人 不必使机器人动作，通过数值、语言等对机 器人进行示教，机器人根据示教后的信息进行作业。
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4.1.2工业机器人的构成及分类 Ⅳ
▪ 感觉控制型机器人 利用传感器获取的信息控制机器人的 动作。
▪ 适应控制型机器人 机器人能适应环境的变化，控制其自 身的行动。
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4.1.2工业机器人的构成及分类
Ⅳ
❖ （二）工业机器人的分类 ▪ 1、按机械结构类型分类：关节型机器人、球坐标型机器 人、圆柱坐标型机器人、直角坐标型机器人。
▪ 2、按用途分类：焊接机器人、冲压机器人、浇注机器人、 搬运机器人、装配机器人、喷漆机器人、切削加工机器 人、 检测机器人等。
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目录
第一章 机械制造及装备设计方法 第二章 金属切削机床设计 第三章 典型部件设计 第四章 工业机器人设计 第五章 机床夹具设计 第六章 物流系统设计 第七章 机械加工生产线总体设计
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排爆机器人
有触觉的水下机器人
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4.1 概述
Ⅳ
1 工业机器人的定义及工作原理
2 工业机器人的构成及分类
3 工业机器人的主要特性表示方法
4 工业机器人的设计方法
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4.1.3工业机器人的主要特性表示方法 Ⅳ
❖ （一）坐标系
❖ （三）工作空间 工作空间是指工业机器人正常运行 时，手腕参考点能在空间活动的最 大范围。
❖ （四）其他特性 用途、负载、速度、控制、分辨 率等。
图4-6机器人的工作空间
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4.1 概述
Ⅳ
1 工业机器人的定义及工作原理 2 工业机器人的构成及分类 3 工业机器人的主要特性表示方法
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4.1.2工业机器人的构成及分类
Ⅳ
操作机 由末端执行器、手腕、 手臂及机座组成。
图4-1工业机器人系统的组成 1—机座 2—控制装置 3—操作机
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4.1.2工业机器人的构成及分类
Ⅳ
图4-2PUMA机器人 操作机
a)结构简图 b)运动功能简图
4 工业机器人的设计方法
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4.1.4工业机器人的设计方法 Ⅳ
❖ （一）总体设计：
▪ 1、基本技术参数的选择（额定负载、额定速度、驱 动方式、用途、作业空间、性能指标）；
▪ 2、总体方案设计（运动功能方案设计、传动系统方 案设计、结构布局方案、参数设计、控制系统方案设 计、总体方案评价）
空间曲线焊接机器人
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4.1.2工业机器人的构成及分类
Ⅳ
❖ 3、机器人按控制方式分类 ▪ 操作型机器人 能自动控制，可重复编程，多功能，有几个 自由度，可固定或运动，用于相关自动化系统中。
▪ 程控型机器人 按预先要求的顺序及条件，依次控制机器人 的机械动作。
▪ 示教再现型机器人 通过引导或其它方式，先教会机器人动 作，输入工作程序，机器人则自动重复进行作业。
第四章：工业机器人设计
Ⅳ
第一节 概述 第二节 工业机器人的机械结构系统设计 第三节 工业机器人在机械制造系统中的应用
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4.1 概述
Ⅳ
1 工业机器人的定义及工作原理 2 工业机器人的构成及分类 3 工业机器人的主要特性表示方法 4 工业机器人的设计方法
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▪ 3、按控制方式、机器人的功能水平等分类方式。
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4.1.2工业机器人的构成及分类
Ⅳ
图4-3机器人的机械结 构Hale Waihona Puke Baidu型：
a)关节型 b)球坐标型 c)圆柱坐标型 d)直角坐标型
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机械制造装备设计 4.1.2工业机器人的构成及分类
Ⅳ
• 2、按用途分类：焊接机器人、装配机器 人......
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4.1 概述
Ⅳ
1 工业机器人的定义及工作原理 2 工业机器人的构成及分类 3 工业机器人的主要特性表示方法 4 工业机器人的基本设计方法
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机械制造装备设计 4.1.2工业机器人的构成及分类
工业机器人的构成：操作机 、驱动单元、控制装置 • 操作机是机器人的机械本体，也可称为主机。通常由末端
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4.1.1工业机器人的定义及工作原理 Ⅳ
❖ （一）机器人的定义 ▪ 我国国家标准GB/T12643——90将工业机器人定义为 “是一种能自动控制、可重复编程、多功能、多自由度 的操作机 ，能搬运材料、工件或操持工具，用以完成各 种作业”。
❖ （二）工业机器人的基本工作原理 ▪ 工业机器人的基本工作原理：通过操作机上各运动构件 的运动，自动的实现手部作业的动作功能及技术要求。
执行器（又称手部）、手腕、手臂（又可分为大臂和小臂） 及机座（又称机身或立柱）组成。 • 驱动单元由驱动装置（如电动机、液压或气压装置）、减 速器和内部检测元件等组成，为操作机各运动部件提供动 力和运动。 • 控制装置由检测和控制两部分组成，用来控制驱动单元， 检测其运动参数并进行反馈。
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▪ 坐标系按右手确定（右图）； ▪ 关节坐标系的确定（下图）； ▪ 确定基准状态； ▪ 关节坐标轴轴线位置的选取； ▪ 关节坐标方向的选取。
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4.1.3工业机器人的主要特性表示方法 Ⅳ
❖ （二）机械结构类型 用结构坐标形式和自由度表示。 自由度是表示工业机器人动作灵 活程度的参数，以直线运动和回 转运动的独立运动数表示