工业机器人的组成PPT课件

• 工业机器人的机械结构又称执行机构，也称操作机，通常由杆件和关节组
成。
肘
• 从功能角度，执行机构可分为：
肩
臂
腰
腕
机 座
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二、机械部分 1.机械结构系统
工业机器人
机械结构 手部 腕部 臂部 腰部 机座
手部：末端执行器，其作用是直接抓取和 放置物件。 腕部：连接手部和臂部的部件，其作用是 调整或改变手部的姿态。
构连成机器人本体。
驱动系统
驱动器 传动机构
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二、机械部分 2. 驱动—传动装置
• 驱动器通常有： 电机驱动：直流伺服电机、步进电机、交流伺服电
机。 液压驱动； 气动驱动。
工业机器人 驱动器
各种电、液、气装置
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驱动器
直动 气缸
气动
气动 马达
气爪
液压
液压 液压 马达 缸
直流 伺服 电动 机
电动
交流 伺服 电动 机
步进 电动 机
电液 气综 合驱 动
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直流伺服电机与驱动放大器
交流伺服电机
驱动放大器
直流无刷电机
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步进电机
直驱电机
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二、机械部分 2. 驱动—传动装置 • 传动机构常用的有：谐波减速器、滚珠丝杆、链、带以及各种齿轮系。
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用途
机器人的精确控制
检测的信息
位置、角度、速度、加速度、姿 态、方向等
内部传感器
所用传感器
微动开关、光电开关、差动变压 器、编码器、电位计、旋转变压 器、测速发电机、加速度计、陀 螺、倾角传感器、力（或力矩） 传感器
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用途
了解在工件、环境或机器人在环境中的状态、 对工件的灵活、有效的操作
工业机器人的组成
主要内容
• 系统组成 • 机械部分 • 控制部分 • 传感部分
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一、系统组成
• 工业机器人由国际标准化组织正式定义为“自动控制的可重复编程的多功 能机械手”。
• 根据系统结构特点，工业机器人由三大部分6个子系统组成。
传送带
外围系统控制柜 控制柜
机器人本体
(控制模块与驱动模块)
• 伺服控制器控制各个关节的驱动器。
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四、传感部分 1. 感受系统
• 感受系统包括内部检测系统与外部检测系统两部分。
• 内部检测系统的作用就是通过各种检测器，检测执行机构的运动境况，根 据需要反馈给控制系统，与设定值进行比较后对执行机构进行调整以保证 其动作符合设计要求。
• 外部检测系统检测机器人所处环境、外部 物体状态或机器人与外部物体的关系。
• 该系统归纳起来分为两大类: 指令 给定装置和信息显示装置。
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三、控制部分 2. 控制系统
• 工业机器人的控制系统一般由控制计算机和伺 服控制器组成。
• 控制计算机不仅发出指令，协调各关节驱动之 间的运动，同时要完成编程、示教/再现，在其 他环境状态（传感器信息）、工艺要求，外部 相关设备（如电焊机）之间传递信息和协调工 作。
传动机构
谐波传动 螺旋传动 链传动 带传动 齿轮传动
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二、机械部分 2. 驱动—传动装置
- 由谐波发生器（椭圆形凸轮 及薄壁轴承）、柔轮（在柔
性材料上切制齿形）以及与
它们啮合的钢轮构成的传动 机构
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三、控制部分 1. 人机交互系统
• 人机交互系统是使操作人员参 与机器人控制并与机器人进行联系 的装置。
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四、传感部分 2. 机器人-环境交互系统
• 机器人-环境交互系统实现工业机器人与外部环境中 的设备相互联系和协调的系统。
• 工业机器人与外部设备集成为一个功能单元, 如加工制造 单元、多台机器人、多台机床或设备、多个零件存储装 置等集成为一个去执行 复杂任务的功能单元。
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五、工业机器人的组成——总结
工业机器人
机械部分
控制部分
传感部分
机械结构系统
驱动系统
控制系统
人机交互系统
感受系统
机器人-环境交 互系统
手腕臂腰基 电 部部部部座 液
气
运 动 控
制
示 教 再 现
触 觉 装 置
视 觉 装 置
编 码 器
力 传 感
装
装
器
置
置
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• 臂部：手臂，用以连接腰部和腕 部，用以带动腕部运动。
• 腰部：立柱，是支撑手臂的部件， 其作用是带动臂部运动，与臂部 运动结合，把腕部传递到需到的 工作位置。
• 机座（行走机构）：机座是机器 人的支持部分，有固定式和移动 式两种，该部件必须具有足够的 刚度、强度和稳定性。
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二、机械部分 2. 驱动—传动装置 • 工业机器人的驱动系统包括驱动器和传动机构两部分，它们通常与执行机
传感部分
感 受 系
统
外 部 传 感
器
内 部 传 感
器
人机交互系统 指令给定装置(示教器)
与信息显示装置等
控制系统 处理器、关节伺服控
制器
驱动系统 液压、气动、电动、
机械传动机构
机械结构系统 手部、腕部、臂部、
腰部、机座
工作对象
机器人—环境交互系统
控制部分 机械部分
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二、机械部分 1.机械结构系统
示教器
网络服务器
u盘
电脑
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一、系统组成
• 机械部分：用于实现各种动作，包括：机械结构和驱动系统； • 传感部分：用于感知内部和外部的信息，包括：感受系统和机器人——环
境交互系统； • 控制部分：控制机器人完成各种动作，人机交互系统和控制系统。
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一、系统组成
• 工业机器人的组成系统之 间关系及与工作对象的关 系
工件和环境：形状、位置、范围、质量、姿态、 运动、速度等
检测的信 外部传感 息 器
机器人与环境：位置、速度、加速度、姿态等
对工件的操作：非接触（间隔、位置、姿态 等）、接触（障碍检测、碰撞检测等）、触觉 （接触觉、压觉、滑觉）、夹持力等
所用的传 感器
视觉传感器、光学测距传感器、超声测距传感 器、触觉传感器、电容传感器、电磁感应传感 器、限位传感器、压敏导电橡胶、弹性体加应 变片等。