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【技术】六轴机器人的机械结构及自由程度分析

2018-08-14 11:13 高工机器人网 阅读:6408
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摘要六轴关节机器人的机械结构,六个伺服电机直接通过谐波减速器、同步带轮等驱动六个关节轴的旋转,注意观察一、二、三、四轴的结构,关节一至关节四的驱动电机为空心结构,关节机器人的驱动电机采用空心轴结构应该不常见,空心轴结构的电机一般较大。

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  六轴关节机器人的机械结构,六个伺服电机直接通过谐波减速器、同步带轮等驱动六个关节轴的旋转,注意观察一、二、三、四轴的结构,关节一至关节四的驱动电机为空心结构,关节机器人的驱动电机采用空心轴结构应该不常见,空心轴结构的电机一般较大。

  采用空心轴电机的优点是:机器人各种控制管线可以从电机中心直接穿过,无论关节轴怎么旋转,管线不会随着旋转,即使旋转,管线由于布置在旋转轴线上,所以具有最小的旋转半径。

  此种结构较好的解决了工业机器人的管线布局问题。对于工业机器人的机械结构设计来说,管线布局是难点之一,怎样合理的在狭小的机械臂空间中布置各种管线(六个电机的驱动线、编码器线、刹车线、气管、电磁阀控制线、传感器线等),使其不受关节轴旋转的影响,是一个值得深入考虑的问题。

  六轴机器人-今天的机器人产品的工作母机,包括大多数售出的机器人。他们共同机器人提供最大的灵活性,但也更昂贵的比他们的对口机器人具有更少的轴。

  流量范围从几公斤到1200+公斤。FANUC最小的6轴机器人,新LR MATE 200iD/4S的4KG容量,这是一个中间的容量高达机器人和FANUC已售单位总数而言,最流行的和FANUC M2000的,王185千克容量的R2000电动伺服驱动机器人,他们的六轴机器人可以放置一个对象或结束臂工具在空间中的任何位置(X,Y,Z),他们的工作范围内的信封,并能定向工具或物体在任何方向(横滚,俯仰,偏航)机器人具有7个或更多的运动轴-放置在导轨上的任何上述六轴机器人介绍的第七轴,或自由度。

  同样的,一个四轴码垛机器人由安装在导轨上的机器人运动的添加,就可以有一个第五轴。导轨安装机器人通常用于装载和卸载多个数控机床与一个单一的机器人。

  MCRI还用这种安排允许一个单一的机器人堆垛多个SKU,最多16个在同一时间在一个系统中可用于伺服控制部分辅助轴控制-控制机器人单元的附加??轴喂养系统,转盘端臂的详情,以及其他的可动负荷的内表面(或外),需要协调与机械手的机器人单元。

  那么六轴机器人的自由程度如何?现在为大家分析一个两个,四,五,六轴机器人,甚至是七轴机器人自由程度。

  三个可动关节的机器人将有三个轴,三个自由度,四轴机器人,将有4个可动关节和4个轴,并依此类推。为了完全定义的对象在空间中的位置,至少有六个自由度,必须定义的笛卡尔坐标系,或的X,Y和Z的位置,它的方向,或滚动,俯仰和偏航。

  虽然这不是绝对的情况下,取放设备和机器人具有以下功能:

  一轴-可以拿起一个对象,并沿直线移动

  两轴-可捡起一个物体,抬起它,它的水平和垂直移动,并将其设置或呈现-一个X/Y平面上-不改变对象的方向

  三轴-可以捡起一个物体,抬起它,它的水平和垂直移动,并将其设置或呈现-触手可及的机器人在X,Y,Z空间的任何地方-在不改变对象的方向

  四轴-可以拿起一个对象,将其提起,水平移动,并将其设置或呈现-在X,Y,Z空间-改变对象的方向沿一轴(例如偏航)

  五轴-可以拿起一个对象,将其提起,水平移动,并将其设置-在X,Y,Z空间-改变对象的方向沿两个轴(偏航和变桨例如)

  六轴-可以拿起一个对象,将其提起,水平移动,并将其设置-在X,Y,Z空间-改变对象的方向沿三个轴(偏航,俯仰和横滚)。

  七轴-所有的六轴机器人的运动能力,随着能力的线性方向(通常为水平运动,从一个地方到另一个移动机器人沿着轨道)

  因此六轴机器人具有较高的“行动自由度”。

  六轴机器人的第一个关节能像四轴机器人一样在水平面自由旋转,后两个关节能在垂直平面移动。此外,六轴机器人有一个“手臂”,两个“腕”关节,这让它具有人类的手臂和手腕类似的能力。

  六轴机器人更多的关节意味着他们可以拿起水平面上任意朝向的部件,以特殊的角度放入包装产品里。他们还可以执行许多由熟练工人才能完成的操作。在包装生产线上整合机器人技术并得以应用,其实没有有些人想象的那么复杂、危险与高成本,反而是非常简易而安全的,同时也可能获得经济优势。


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