焊接機(jī)器人驅(qū)動(dòng)器
由于焊接機(jī)器人大多采用伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng), 這里只介紹這類驅(qū)動(dòng)器。工業(yè)機(jī)器人目前采用的 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器可分為四類:
1) 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器:它采用步進(jìn)電動(dòng) 機(jī),特別是細(xì)分步進(jìn)電動(dòng)機(jī)為驅(qū)動(dòng)源,液壓油缸焊接設(shè)備廠家,由于這類 系統(tǒng)一般都是開環(huán)控制,因此大多用于精度較低 的經(jīng)濟(jì)型工業(yè)機(jī)器人。
2) 直流電動(dòng)機(jī)伺服系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)器:它采用直 流伺眼電動(dòng)機(jī)系統(tǒng),由于它能實(shí)現(xiàn)位置、速度、 加速度三個(gè)閉環(huán)控制:相度高、變速范圍大、動(dòng) 態(tài)性能好。因此,是較早期工業(yè)機(jī)器人的主要驅(qū)動(dòng)方式
3) 交流電動(dòng)機(jī)伺服系統(tǒng)軀動(dòng)器:它采用交 流伺版電動(dòng)機(jī)系統(tǒng),這種系統(tǒng)具有直流伺眼系統(tǒng) 的全部優(yōu)點(diǎn),而且取消了換相電刷,不需要定期 更換電刷,大大延長了機(jī)器人的維修周期,因 此,是現(xiàn)在機(jī)器人主要的驅(qū)動(dòng)方式。
4) 直接驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器:這是近發(fā)展 的機(jī)器人驅(qū)動(dòng)器,直接驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)一觖有大于 1:10000的調(diào)速比,在低速下仍能輸出穩(wěn)定的功 率和高的動(dòng)態(tài)品質(zhì),在機(jī)械手上可直接驅(qū)動(dòng)關(guān) 節(jié),取消了減速機(jī)構(gòu),既簡化機(jī)構(gòu)又提離效率, 是機(jī)器人驅(qū)動(dòng)的發(fā)展方向,美國的Adapt機(jī)器人 是直接驅(qū)動(dòng)機(jī)器人。
機(jī)器人工作原理
現(xiàn) 在 廣 泛 應(yīng) 用 的 焊 接 機(jī) 器 人 都 屬 于 一 代 工業(yè) 機(jī) 器 人 , 它 的 基 本 工 作 原 理 是 示 教 再 現(xiàn) 。 示 教也 稱 導(dǎo) 引 ,油缸焊接, 即 由 用 戶 導(dǎo) 引 機(jī) 器 人 , 一 步 一 步 按 實(shí)際 任 務(wù) 操 作 一 遍 , 機(jī) 器 人 在 導(dǎo) 引 過 程 中 自 動(dòng) 記 憶示 教 的 每 個(gè) 動(dòng) 作 的 位 置 、 姿 態(tài) 、 運(yùn) 動(dòng) 參 數(shù) 、 工 藝參 數(shù) 等 , 并 自 動(dòng) 生 成 一 個(gè) 連 續(xù) 執(zhí) 行 全 部 操 作 的 程序 。 完 成 示 教 后 , 只 需 給 機(jī) 器 人 一 個(gè) 啟 動(dòng) 命 令 ,油缸焊接機(jī),機(jī) 器 人 將 準(zhǔn)確 地 按 示 教 動(dòng) 作 , 一 步 一 步 完 成 全 部操 作 。 這 就 是 示 教 與 再 現(xiàn) 。
機(jī) 器 人 手 臂 運(yùn) 動(dòng) 學(xué) 中 有 兩 個(gè) 基 本 問 題 :
1 ) 對 給 定 機(jī) 械 臂 , 已 知 各 關(guān) 節(jié) 角 矢g(t)=[g1(t),g2(t),……,gn(t)], 其 中n 為 自 由 度 ;求 末 端 操 作 器 相 對 于 參 考 坐 標(biāo) 系 的 位 迓 和 姿 態(tài) ,稱 之 為 運(yùn) 動(dòng) 學(xué) 正 問 題 。 在 機(jī) 器 人 示 教 過 程 中 , 機(jī)器 人 控 制 器 即 逐 點(diǎn) 進(jìn) 行 運(yùn) 動(dòng) 學(xué) 正 問 題 運(yùn) 算 。
2 ) 對 給 定 機(jī) 械 臂 , 已 知 末 端 操 作 器 在 參 考坐 標(biāo) 系 中 的 期 望 位 置 和 姿 態(tài) , 求 各 關(guān) 節(jié) 矢 量 , 稱之 為 運(yùn) 動(dòng) 學(xué) 逆 問 題 。 在 機(jī) 器 人 再 現(xiàn) 過 程 中 , 機(jī) 器人 控 制 器 即 逐 點(diǎn) 進(jìn) 行 運(yùn) 動(dòng) 學(xué) 逆 問 題 運(yùn) 算 , 將 角 矢量 分 解到 機(jī) 械 W各 關(guān) 節(jié) 。
運(yùn) 動(dòng) 學(xué) 正 問 題 的 運(yùn) 算 都 采 用 D- H法 ,油缸焊接結(jié)構(gòu), 這 種方 法 采 用 4 x4 齊 次 變 換 矩 陣 來 描 述 兩 相 鄰 剛 體桿 件 的 空 間 關(guān) 系 ; 把 正 問 題 簡 化 為 尋 求 等 價(jià) 的 4x4 齊 次 變 換 矩 陣 。 逆 問 題 的 運(yùn) 算 可 用 幾 種 方 法求 解 , 常 用 的 是 矩 陣 代 數(shù) 、 迭 代 或 幾 何 方 法 。
對 于 高 速 、 高 精 度 機(jī) 器 人 , 還 必 須 建 立 動(dòng) 力學(xué) 模 型 , 由 于 目 前 通 用 的 工 業(yè) 機(jī) 器 人 ( 包 括 焊接 機(jī) 器 人 ) 極限運(yùn) 動(dòng) 速 度 都 在 3 m/ S內(nèi) 、 精 度 大多 不 高 于 0 . 1 mm, 所 以 都 只 作 簡 單 的 動(dòng) 力 學(xué) 控制.
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