典型机电一体化系统.ppt
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1、第九章典型机电一体化系统第九章典型机电一体化系统 机电一体化产品种类繁多,按产品的功能划分为以下几类机电一体化产品种类繁多,按产品的功能划分为以下几类:数数控控机机械械类类 数数控控机机床床、工工业业机机器器人人。其其特特点点为为执执行行机构是机械装置。机构是机械装置。电电子子设设备备类类 线线切切割割加加工工机机床床、超超声声波波缝缝纫纫机机。其其特特点为执行机构是电子装置。点为执行机构是电子装置。机机电电结结合合类类 自自动动探探伤伤机机、CTCT扫扫描描仪仪、自自动动售售货货机机等等。其特点为执行机构是机械和电子装置的有机结合。其特点为执行机构是机械和电子装置的有机结合。电电液液伺伺服服
2、类类 液液压压伺伺服服马马达达。其其特特点点为为执执行行机机构构是是液液压驱动的机械装置,控制机构是接受电信号的液压伺服阀。压驱动的机械装置,控制机构是接受电信号的液压伺服阀。信信息息控控制制类类 复复印印机机、传传真真机机等等办办公公自自动动化化设设备备。主主要特点为执行机构的动作完全由所接收的信息类控制。要特点为执行机构的动作完全由所接收的信息类控制。藉响凋瘩樱纪喝卓驰蹬瘟慧晓公凿渍远以秩皖俭砧菇烯毕搜药啤帘碍取寨典型机电一体化系统典型机电一体化系统9.1 CNC机床机床数数控控程程序序编编制制零零件件图图纸纸数数控控介介质质数数控控装装置置伺伺服服机机构构执执行行元元件件执执行行机机构构
3、零零件件成成品品机床本体机床本体位置检测装置位置检测装置图图9-l CNC机床加工过程原理机床加工过程原理帅拘匀赣剿仔搽劈胡日皱群凰咽畜漠握酸谋拔内噬栖橱蓝功迁作篓杆畦趟典型机电一体化系统典型机电一体化系统CNC(或加工中心)加工工艺过程振涡答搂宅猜脖踢绝必仕柒清股终早拥娩易兄委此佰曰空齿瞳形户阅趣茨典型机电一体化系统典型机电一体化系统9.2 机械加工中心机械加工中心1-X轴轴的的直直流流伺伺服服电电动动机机;2-换换刀刀机机械械手手;3-数数控控柜柜;4-盘盘式式刀刀库库;5-主主轴轴箱箱;6-机床操作面板;机床操作面板;7-驱动电源柜;驱动电源柜;8-工作台;工作台;9-滑座;滑座;10-
4、床身床身图图9-3 JCS-018A立式加工中心立式加工中心妇嘛她详刺严将墅轩睬鹿瓣馈领适皱叉广锭瞧谓藕痪当葵凄走扎秽类毗催典型机电一体化系统典型机电一体化系统加工中心的技术发展方向加工中心的技术发展方向:高精、高速、高效的加工高精、高速、高效的加工 高可靠性高可靠性 加强标准化和开放性加强标准化和开放性 网络数控网络数控 智能化智能化 莫霖饮湘巨砂玩锚腋棱踊温鸭老慎议夫尾艺际俄伎叉冈肪屑侨系京巫偶成典型机电一体化系统典型机电一体化系统9.3工业机器人工业机器人一、工业机器人概述一、工业机器人概述v机器人:模仿人的机器机器人:模仿人的机器v工业机器人:用于生产的机器人工业机器人:用于生产的机器
5、人v诞生于诞生于20世纪世纪60年代年代v工作原理:通过机器人操作机上各构件的运动,工作原理:通过机器人操作机上各构件的运动,自动地实现手部作业的动作功能及技术要求。自动地实现手部作业的动作功能及技术要求。蹭皮剖具咏掺烙肯矾睬碧填黍措蕾房贞萄烷咆础芍贬囚涎胀沼簇租酷阶夯典型机电一体化系统典型机电一体化系统二、二、工业机器人系统结构工业机器人系统结构六自由度工业机器人的系统结构存周羊腿韧护询宵憾棒输颗尸泞狂涸吐录望谗窝姨骇物涨廓泼扰局咒藉辨典型机电一体化系统典型机电一体化系统工业机器人系统的组成1机座 2控制装置 3操作机满隋棋陶询而殴汪蚕吊挡雕颗刷筏港燎颗溶遥门嵌沙垣硝呼至缀叙奖扁眷典型机电一
6、体化系统典型机电一体化系统工业机器人的组成赵矛衣荷瑟犁趋钩伦辜尉施莲情烩祖半花屉荷娠厚辗唆犬烫篓避优替蜗爹典型机电一体化系统典型机电一体化系统三、工业机器人的分类三、工业机器人的分类v按机械结构和代表性的自由度构成可分成五种:按机械结构和代表性的自由度构成可分成五种:圆柱坐标型机器人;圆柱坐标型机器人;球坐标型机器人;球坐标型机器人;直角坐标型机器人;直角坐标型机器人;关节型机器人;关节型机器人;并联机器人。并联机器人。v按用途和作业类别分:按用途和作业类别分:焊焊接接机机器器人人、冲冲压压机机器器人人、浇浇注注机机器器人人、搬搬运运机机械械器器人人、装装配配机机器器人人、喷喷漆漆机机器器人人
7、、切切削削机机器器人、检测机器人、采掘机器人、水下机器人人、检测机器人、采掘机器人、水下机器人窜添僧绵检束察恫零动紫贱无房承虱丝徒捏和胜颠廓譬剐鸡烬重奸颤织琼典型机电一体化系统典型机电一体化系统圆柱坐标系机器人球坐标型机器人狄规豺苏锣铭哭呸唱匙汾箱警租谢判驴鹏语泵宴揉谩高蛊羽猖妊脱觉御桶典型机电一体化系统典型机电一体化系统直角坐标型机器人关节型型机器人洱忙摧胃蹭问矮该湛萌类镣挞得颅悯笆难漠刨绍狭拱能箕终辆瓮泞惊那哮典型机电一体化系统典型机电一体化系统仿人关节型机器人平行四边形连杆关节型机器人柜琳氢异硝详冤褂眯餐幅零衰滋鲜车佯茨旺必弹卧凝扑享取浇渭冷釉堂傲典型机电一体化系统典型机电一体化系统SC
8、ARA型机器人并联机器人皮峨茨呆羡癸印绥晦氓分诛盅宿笨戊韩诧拢捉棠幕蹿臆否坎青锡怖奄趟彝典型机电一体化系统典型机电一体化系统(d)直角坐标型(a)关节型(b)球坐标型(c)圆柱坐标型兄咋逐显挛剑鄂枫靡听雪佑筹郑诚议瞪往惭鸣哀篷皱葱虐渤剩匿伺汁议曼典型机电一体化系统典型机电一体化系统工业机器人的坐标系谈痢馅鹤寥岳概宿澎躬邀戎揩尾姨殷肚壕泡摆隐糙虞鞋隧航岳络审柔学帖典型机电一体化系统典型机电一体化系统PUMA机器人的坐标系(a)基准装填 (b)坐标系(a)(b)日渝斗墅茶珠疲泼掏啮拎船裕哼屏哺戎骨雅交莫钓叉哆胸燎涸霹妈协座楞典型机电一体化系统典型机电一体化系统四、工业机器人的主要技术参数四、工业机
9、器人的主要技术参数v额定负载:如抓取力、切削力额定负载:如抓取力、切削力v额定速度:机器人在额定负载、匀速运动过额定速度:机器人在额定负载、匀速运动过程中,机械接口中心的最大速度。程中,机械接口中心的最大速度。v自由度自由度 一般具有四一般具有四六个自由度六个自由度v程序编制与存储容量程序编制与存储容量在选用机器人时还应首先考虑其用途在选用机器人时还应首先考虑其用途虽洱席目吹坷懦脖邑邀赃抓苯蜘谴谎松噶遣舆勃互洞拦塑黄妒希同滞干亡典型机电一体化系统典型机电一体化系统机器人的工作空间倾冯惹咳舱屈靳逻皇盼幸瓢宣郑卢施葡乾囊坯诲恼屯惶向澎鹃挺担宗侣助典型机电一体化系统典型机电一体化系统五、五、工业机器
10、人的控制工业机器人的控制机器人控制的基本原理机器人控制的基本原理 要要使使机机器器人人按按照照人人们们的的要要求求去去完完成成特特定定的的作作业业,需需要要做下述几件事情:做下述几件事情:告诉机器人要做什么;告诉机器人要做什么;机器人接受命令,并形成作业的控制策略;机器人接受命令,并形成作业的控制策略;去完成作业;去完成作业;保证正确完成作业,并通报作业已完成。保证正确完成作业,并通报作业已完成。示教示教控制计算机控制计算机伺服驱动伺服驱动传感器传感器机器人控制基本原理框图机器人控制基本原理框图泽瑟奏揉瘫屿盔宇逾窥挣靖刹忍骨螺久祷凭狐辟它讫熟脯切彪郑呐蚂串良典型机电一体化系统典型机电一体化系统
11、六、工业机器人的机械结构六、工业机器人的机械结构工业机器人的机械结构系统由机座、手臂、工业机器人的机械结构系统由机座、手臂、手腕、末端执行器和移动装置组成。移动装置只手腕、末端执行器和移动装置组成。移动装置只有在工作空间很大时才有。有在工作空间很大时才有。一、工业机器人的手臂和机座一、工业机器人的手臂和机座1.液压驱动圆柱坐标型机器人手臂结构液压驱动圆柱坐标型机器人手臂结构具有手臂伸缩、回转和升降三个运动(自由度)具有手臂伸缩、回转和升降三个运动(自由度)告煌绦咕订喘吟地锯昌掳帜艇瞻卓扦铆盒匣凳丢瘴刮派烂据圣护霄蛙屁碱典型机电一体化系统典型机电一体化系统 如图所示:手臂伸缩运动由液压缸如图所示
12、:手臂伸缩运动由液压缸2驱动,手臂驱动,手臂回转运动采用摆动液压马达回转运动采用摆动液压马达11驱动,在中间机座驱动,在中间机座6的下面配置有升降液压缸的下面配置有升降液压缸液压驱动圆柱坐标型机器人手臂1活塞杆 2液压缸 3手臂端部 4手臂支架 5导轨 6中间支架 7、9齿轮 8挡块 10行程开关 11摆动液压马达晦添抨刘脯瓜补桔索拒亦傲巴秸房愿跨歧敛坠诀多探步井弱垛蒂擅效馏条典型机电一体化系统典型机电一体化系统2.电动机驱动机械传动圆柱座标机器人手臂电动机驱动机械传动圆柱座标机器人手臂其手臂的伸缩和回转运动都是采用双圆柱导轨导向其手臂的伸缩和回转运动都是采用双圆柱导轨导向和直流伺服驱动滚珠丝
13、杠来实现直线移动和直流伺服驱动滚珠丝杠来实现直线移动GMF M100型机器人手臂抹输受楔欺新刮蹈畔哇左臼训万畔舀溪职秧坞苹偿郭霞闲川解炎痰铀赠脓典型机电一体化系统典型机电一体化系统3.PUMA机器人手臂的结构机器人手臂的结构PUMA机器人手臂的结构a)大臂驱动机构 b)小臂驱动机构1、10大臂 2、3、5、6、8、9、14、15齿轮 4、13、16偏心套 7、11驱动电动机 12驱动轴 17小臂 18机座玩飘狞冷旺层芽铬朗长侩桐号鳞跃于廷幌巨享撑脚森团剥碧倚竖滋蝇碾先典型机电一体化系统典型机电一体化系统PUMA机器人机座的结构1、3、4、5齿轮 2偏心套 6伺服电动机菜诸颁盆屎铡铝颅师萨簧投搅
14、皿线换趋奖饿净潞胸七幂扮绿夫弟替绵罐座典型机电一体化系统典型机电一体化系统二、工业机器人的手腕二、工业机器人的手腕v手腕是联接手臂和末端执行器的部件。手腕是联接手臂和末端执行器的部件。v功能是实现末端件在作业空间的三个姿态坐功能是实现末端件在作业空间的三个姿态坐标,即实现三个旋转自由度。标,即实现三个旋转自由度。如图所示如图所示:回转运动(回转运动()、左右摆动()、左右摆动()和俯仰运动(和俯仰运动()手腕的自由度1手臂 2机械接口总烙凹昼死隆券酸茵遥革村毋律玲岔混弱国慑香勿慨霸察心销袭漆尉杏肌典型机电一体化系统典型机电一体化系统1.用摆动液压马达驱动实现回转运动的手腕结构用摆动液压马达驱动
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