工業(yè)機(jī)器人驅(qū)動方式

1、工業(yè)機(jī)器人驅(qū)動方式第1頁驅(qū)動方式分類電機(jī)驅(qū)動選擇方法液壓驅(qū)動選擇方法氣壓驅(qū)動選擇方法目錄第2頁工業(yè)機(jī)器人驅(qū)動方式分類第3頁工業(yè)機(jī)器人主要驅(qū)動方式有：電機(jī)驅(qū)動、液壓驅(qū)動、氣壓驅(qū)動電機(jī)驅(qū)動氣壓驅(qū)動液壓驅(qū)動第4頁各主要驅(qū)動方式詳細(xì)分類:第5頁各主要驅(qū)動方式優(yōu)缺點(diǎn)比較：能源簡單，速度平滑無沖擊、效率高，伺服電機(jī)速度和位置精度高，安全可靠易維護(hù)。與減速裝置相聯(lián)，直接驅(qū)動困難，直流伺服電機(jī)易磨損，步進(jìn)電機(jī)精度不高。中等負(fù)載，動作復(fù)雜、運(yùn)動軌跡嚴(yán)格各類機(jī)器人。功率大，可無減速裝置直接驅(qū)動，結(jié)構(gòu)緊湊，剛度好，響應(yīng)快，伺服驅(qū)動含有較高精度。需要增設(shè)液壓源，易產(chǎn)生液體泄漏，不適合高、低溫場所，有沖擊。大功率體積比

2、，大負(fù)載情形。結(jié)構(gòu)簡單，清潔，動作靈敏，含有緩沖作用。功率較小，剛度差，噪音大，速度不易控制，精度差。節(jié)拍快、負(fù)載小且精度要求不高場所。分類屬性電機(jī)液壓氣壓優(yōu)點(diǎn)適用范圍缺點(diǎn)第6頁其它驅(qū)動分類:磁致伸縮驅(qū)動形狀記憶金屬靜電驅(qū)動鐵磁材料和亞鐵磁材料因?yàn)榇呕癄顟B(tài)改變, 其長度和體積都要發(fā)生微小改變利用記憶合金在加熱時形狀恢復(fù)同時其回復(fù)力可對外作功特征，能夠制成各種驅(qū)動元件。利用電荷間相互吸力和排斥力作用次序驅(qū)動電極而產(chǎn)生平移和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。第7頁其它驅(qū)動分類:超聲波電機(jī)人工肌肉利用超聲波振動作為驅(qū)動力一個驅(qū)動器，即由振動部分和移動部分所組成，靠振動部分和移動部分之間摩擦力來驅(qū)動一個驅(qū)動器。驅(qū)動器從傳統(tǒng)電

3、機(jī)-減速器機(jī)械運(yùn)動機(jī)制，向骨架腱肌肉生物運(yùn)動機(jī)制發(fā)展。為了實(shí)現(xiàn)骨骼肌肉部分功效而研制驅(qū)動裝置稱為人工肌肉驅(qū)動器（機(jī)械化學(xué)物質(zhì)高分子凝膠，形狀記憶合金等）。第8頁電機(jī)驅(qū)動選擇方法第9頁基本特征怎樣選擇電機(jī)控制要求供電電源控制方式水平或垂直負(fù)載、轉(zhuǎn)矩、慣量、轉(zhuǎn)速、精度、加速度端口界面、通訊要求位置、轉(zhuǎn)矩、速度直流、交流、電壓范圍伺服電機(jī)步進(jìn)電機(jī)工業(yè)機(jī)器人慣用電機(jī)分類直流伺服交流伺服有刷電機(jī)-成本低開啟轉(zhuǎn)矩大、調(diào)速寬有電磁干擾。無刷電機(jī)-電機(jī)體積小重量輕，響應(yīng)快速度高，慣量小，轉(zhuǎn)動平滑，力矩穩(wěn)定。控制復(fù)雜，智能化。同時電機(jī)-功率大，大慣量最高轉(zhuǎn)速低，低速平穩(wěn)。異步電機(jī)功率大、高速長時、性價比高控制簡

4、單、精度較低、壽命長可靠、高速有轉(zhuǎn)矩?fù)p失第10頁伺服電機(jī)選擇步驟：2-確定運(yùn)轉(zhuǎn)模式選擇步驟3-計(jì)算負(fù)載慣量及慣量比5-計(jì)算電機(jī)轉(zhuǎn)矩4-計(jì)算電機(jī)轉(zhuǎn)速加減速、勻速、停頓、循環(huán)時間結(jié)合連接構(gòu)件計(jì)算負(fù)載慣量依據(jù)負(fù)載速度和減速比確定電機(jī)轉(zhuǎn)速依據(jù)負(fù)載慣量及加減速時間計(jì)算轉(zhuǎn)矩1-確定連接機(jī)構(gòu)類型滾珠絲杠傳動、皮帶傳動、齒輪齒條傳動6-匹配電機(jī)依據(jù)以上參數(shù)匹配廠家電機(jī)第11頁伺服電機(jī)選擇示例：第12頁伺服電機(jī)廠家：第13頁步進(jìn)電機(jī)選擇步驟：2-電機(jī)轉(zhuǎn)速確定選擇步驟3-空載開啟頻率選擇5-使用環(huán)境選擇4-選擇步進(jìn)電機(jī)相數(shù)依據(jù)工況選擇轉(zhuǎn)速（低速大轉(zhuǎn)矩，高速低轉(zhuǎn)矩）依據(jù)空起頻率、啟停、速度要求確定空起頻率相數(shù)多，步

5、距角小，振動小防水、防油、特殊場所1-保持轉(zhuǎn)矩選擇依據(jù)負(fù)載扭力大小選擇電機(jī)轉(zhuǎn)矩大小規(guī)格6-特殊要求出軸直徑、長短、伸出方向等第14頁步進(jìn)電機(jī)廠家：第15頁液壓驅(qū)動選擇方法第16頁動力元件執(zhí)行元件介質(zhì)輔助元件泵- -機(jī)械能轉(zhuǎn)液壓能液壓缸、馬達(dá)-液壓能轉(zhuǎn)機(jī)械能油箱、過濾器、管路等液壓油液壓系統(tǒng)液壓驅(qū)動系統(tǒng)組成：控制元件液壓閥-控制壓力、方向、流量第17頁液壓泵選擇：依據(jù)主機(jī)工況、功率大小和系統(tǒng)對工作性能要求確定。1.液壓泵流量 -按全部執(zhí)行元件最高速度和流量和，以及系統(tǒng)泄漏量確定。2.液壓泵工作壓力 -依據(jù)系統(tǒng)執(zhí)行元件最大壓力及壓力損失計(jì)算。 3.液壓泵類型選擇-依據(jù)泵流量及工作壓力選擇泵類型。-

6、額定壓力為2.5MPa時,應(yīng)選取齒輪泵;額定壓力為6.3MPa時,應(yīng)選取葉片泵;若工作壓力更高時,選擇柱塞泵。液壓泵著名品牌：力士樂、威格士、丹尼遜、住友、油升、馬祖奇、薩奧.丹佛斯等第18頁液壓油缸選擇：1.初選缸徑/桿徑 -供給液壓缸油壓P、流量Q、輸出力方式（推、拉、既推又拉）和相 應(yīng)力大小。2.選定行程/安裝方式-水平，豎直，鉸撐安裝等，行程需考慮工作行程和富裕行程。 3.設(shè)定緩沖方式 -考慮選擇兩端位緩沖或一端緩沖。4.油口類型和通經(jīng)選擇- 油口為螺紋連接或法蘭連接等，油口通經(jīng)由系統(tǒng)流量和流速確定。5.特定工況選擇 -考慮工作介質(zhì)，環(huán)境、溫度、運(yùn)行精度、泄露、工作壓力速度工況、振 動

7、、酸鹽霧等對密封系統(tǒng)、材料特征、活塞桿表面及產(chǎn)品防護(hù)影響。6.密封件品質(zhì)選擇 -密封性能，交換性，維護(hù)性，可靠性要求。第19頁液壓油缸著名品牌：力士樂、威格士、丹尼遜、住友、油升、馬祖奇、薩奧.丹佛斯等第20頁液壓馬達(dá)選擇：轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、工作壓力、排量、外形及連接尺寸、容積效率、總效率以及質(zhì)量、價格、貨源和使用維護(hù)便利性等馬達(dá)分類高速馬達(dá)低速馬達(dá)種類：齒輪馬達(dá)、螺桿馬達(dá)、軸向柱塞馬達(dá)特征：轉(zhuǎn)動慣量小，便于開啟制動，輸出轉(zhuǎn)矩小種類：徑向柱塞馬達(dá)特征：排量大、體積大、轉(zhuǎn)速低、輸出轉(zhuǎn)矩大輸入?yún)?shù)轉(zhuǎn)速輸出功率輸出扭矩輸入流量Q, 進(jìn)出口壓差P, 輸入功率N= P*Q轉(zhuǎn)速n=(Q*v)/q, q:馬達(dá)排量

8、, v:容積效率轉(zhuǎn)矩M= =(P* q* m)/2 m:機(jī)械效率Nt= P* q* m* v 馬達(dá)參數(shù)第21頁液壓馬達(dá)著名品牌：力士樂、威格士、丹尼遜、住友、油升、馬祖奇、薩奧.丹佛斯等第22頁液壓閥門選擇：控制方法功效分類操縱方式安裝方式手動，電控，液控流量閥（節(jié)流閥、調(diào)速閥，分流集流閥）、壓力閥（溢流閥，減壓閥，次序閥，卸荷閥）、方向閥（電磁換向閥、手動換向閥、單向閥、液控單向閥）板式閥，管式閥，疊加閥，螺紋插裝閥，蓋板閥手動閥，機(jī)動閥，電動閥，液動閥，電液動閥等液壓閥門第23頁氣壓驅(qū)動選擇方法第24頁氣壓驅(qū)動系統(tǒng)組成：氣源裝置執(zhí)行元件輔助控制元件壓縮機(jī)、空氣凈化器，儲氣罐氣壓缸、馬達(dá)壓力

9、閥，流量閥，方向閥和邏輯元件等過濾器，油霧器，消聲器，散熱器，冷卻器，放大器及管件等液壓系統(tǒng)第25頁空壓機(jī)選擇：空壓機(jī)類型壓力值排氣量有沒有基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式低壓（1mp以下),中壓（1-10mp),高壓(10-100mp)小型機(jī)(10m3/min),中型機(jī)(10-100m3/min),大型機(jī)(100m3/min以上)活塞式，回轉(zhuǎn)式(螺桿式,滑片式), 膜式固定式，移動式空壓機(jī)分類氣缸位置立式、臥式、角度式冷卻方式水冷式、風(fēng)冷式驅(qū)動方式電機(jī)驅(qū)動、柴油機(jī)驅(qū)動潤滑方式無油式，機(jī)油潤滑式第26頁空壓機(jī)選擇：1.空壓機(jī)流量和壓力-依據(jù)負(fù)載特征和系統(tǒng)要求選擇空壓機(jī)流量和壓力。2.空壓機(jī)特征 -安裝方式，體積重

10、量，抗振性，成本和維護(hù)性。 3.空壓機(jī)進(jìn)氣 -當(dāng)?shù)貧鈮海瑵穸?，粉塵含量等。4.管道數(shù)據(jù) -氣壓系統(tǒng)管道數(shù)據(jù)，管道直徑管道壓力，閥門配置等?？諌簷C(jī)著名品牌：阿特拉斯科普柯(AC);阿特拉斯科普柯(IR);美國壽力;凱撒;蘭沃普;美國昆西;日本神鋼;復(fù)盛;柳二空;康普艾/德馬格等。第27頁氣缸選擇：1.確定氣缸缸徑桿徑-依據(jù)系統(tǒng)壓力，氣缸軸向力，負(fù)載率計(jì)算缸徑。2.確定氣缸速度-依據(jù)壓縮空氣流量，進(jìn)排氣口徑，管徑確定。 3.確定氣缸行程-依據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求確定。4.確定氣缸品種-依據(jù)實(shí)際要求確定。5.確定氣缸安裝形式法蘭式，腳架式等氣缸著名品牌：費(fèi)斯托, ORIGA,日本SMC,小金井,英國諾冠,亞德客,氣立可,賀爾碧格, CKD）喜開理,康茂盛第28頁氣動馬達(dá)選擇：1.確定馬達(dá)輸出功率- P=M*n/9550 M=額定扭矩 ；n=額定轉(zhuǎn)速；由負(fù)載確定。 2.確定工作轉(zhuǎn)速-依據(jù)系統(tǒng)