1、第一节 概述 第二节 工业机器人 第三节 工装夹具与变位机 第四节 工作站的气控系统 第五节 工作站的电气控制原理 第六节 工业机器人示教,第五章 工业机器人工作站,第五章 工业机器人工作站第五章 工业机器人工作站,工业机器人工作站：进行简单作业，且使用一台或两 台机器人的生产体系。工业机器人生产线：进行工序内容多的复杂作业，使 用了两台以上机器人的生产体系。,第一节概述 以一个摩托车车架焊接 工作站为例一、焊接对象 由十个散件焊接成 摩托车车架,图5-2 车架焊缝标识图,二、工作站的划分 划分结果：主管焊第一工作站 预点焊第二工作站 完成焊 车架焊第三工作站 预点焊第四工作站 完成焊仅介绍第
2、一工作站,图5-4 摩托车车架焊接生产线总体布局图,组成：机器人；机器人控制系统；变位机；夹具体；未端执 行器；电焊机；辅助装置；气动系统等。1.机器人 选型因素：驱动方式 传动形式 自由度数 结 构 可搬重量 工作空间 按具体作业要求选 本例选垂直关节型六自由度机器人。,三、工作站布局及组成三、工作站布局及组成,2.变位机（专门设计）运动数：决定于工件位置变化要求传动类型：电动（普通、伺服）、气动、液动 取决于工件精度，作业精度、运动件大小 及与机器人协调要求。结构形式：与工作站布局，用户要求、物流路线、生产纲领、工件重量、占地空间等。外部轴数：控制系统，协调运动有关。3.未端执行器（手爪）
3、（专门设计）根据工件特点，作业要求及设计焊枪：送丝机经送丝管送焊丝 焊丝正极、工件负极丝周围惰性保护气体 冷却水冷却焊丝管、咀。4.其它 1）夹具体；2）电焊机系统；3）辅助装置；4）安全装置,可称万能工具（搬运、装配、弧焊、点焊、切割、研磨、喷涂等）,一、技术参数（见表51）主要参数：可搬重量 工作空间 重复定位精度 各轴最大旋转角度 各轴最大旋转速度 各轴许用扭转力矩选型相关因素：未端执行器重量 工件大小 作业条件 工作站布局,第二节 工业机器人,选型与其他设计：布局设计 未端执行器设计 夹具体设计 变位机设计本例选：MK6SB型选择可搬重量因素：末端执行器净重 末端执行器重心偏移 机器人
4、最大速度及惯性选择工作空间因素：满足作业范围要求 工件置于机器人的最佳作业位置,二、机器人的传动与结构传动示意：S 轴：D1R1 腰旋转 340 L 轴：D2R2 下臂摆 240 U 轴：D3R3 上臂摆 270 R 轴：D4R4 上臂转360 B 轴：D5R5 手腕摆270 T 轴：D6R6 手腕转400,基点P：R、B、T轴中心线之交点P减速器：R1，R2，R3RV摆线针轮减速器 R4，R6谐波减速器 R5扁平型谐波减速器,形成机器人工作 空间,传动示意,工作空间,图5-9 六自由度机器人的传动和外观图,图5-10 机器人P点的工作空间示意图,1.谐波减速器（1）基本构件 内齿刚轮+外齿柔
5、轮+波发生器（2）传动关系 柔轮Zg刚轮Zb 波发生器长轴处,柔、刚轮齿啮合 短轴处，柔、刚轮齿脱开啮合 柔轮齿圈任一点径向 位移呈近似于余弦波 形变化 波发生器一周柔 轮反向转Z/Zg 周,(3)扁平型谐波减速器 实质：两级传动（共用柔轮、波发生器）传动比：第一级 Zb1,Zg1；第二级 Zb2,Zg2 取 Zg1=Zg2=Zb2 i=-(Zb1-Zg1)/Zg 特点：大大缩短减速器轴向长度（4）优点：传动比大；传动平稳、效率高 齿面磨损小、均匀；精度高、回差小；实现同轴传动。,2.RV摆线针轮减速器 由一级行星轮系再串联一级摆线针轮减速器而成传动原理：一个输入轴齿轮带动周向分布的行星轮，与
6、行星轮联接的偏心 轴带动两个径向对置的RV摆线齿轮，在内齿为园柱销的固定壳体 上滚动，其上的非圆柱销轴带动盘式输出轴转动。传动比：式中：Z1小齿轮 Z2行星轮 Z3摆线轮 Z4壳体特点：比谐波传动速比大刚性大，GD2小 同轴传动 结构紧凑、效率高,3.S轴结构 电机减速器安装在机器人底座内部电机与减速器壳连成一体，并与转动体连接。减速器输出盘与底座连接当电机转动，由于输出盘不动，迫使电机减速器带动转动体转动。旋转体与固定底座间用推力向心交叉短园柱滚子轴承。两个极限开关及死挡铁限制其极限位置。,4.L轴和U轴结构 图左侧为L轴电动机机器人下臂下端左侧与减速器输出盘连接右侧固连的小轴通过轴承支承在U轴连杆内减速器装在旋转体上极限位置安装极限挡块图右侧为U轴电动机减速器输出转盘与连杆连接下臂、上臂、拉杆和连杆构成平行四边形机构铰链中用园锥滚子轴承用闷盖调整轴承间隙、并密封,5.R轴结构 上臂前段用两圆锥滚子轴承支承于后段内；电机及减速器装于后段内，输出转盘与上臂前段连接；调节螺母用来调整轴承间隙。,6.B轴和T轴结构 B轴：T轴电机装于上臂前段内部 手腕用一对园锥滚子轴承支承在上臂前部 B轴
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