工業(yè)機器人驅動方式

1、工業(yè)機器人驅動方式第1頁驅動方式分類電機驅動選擇方法液壓驅動選擇方法氣壓驅動選擇方法目錄第2頁工業(yè)機器人驅動方式分類第3頁工業(yè)機器人主要驅動方式有：電機驅動、液壓驅動、氣壓驅動電機驅動氣壓驅動液壓驅動第4頁各主要驅動方式詳細分類:第5頁各主要驅動方式優(yōu)缺點比較：能源簡單，速度平滑無沖擊、效率高，伺服電機速度和位置精度高，安全可靠易維護。與減速裝置相聯(lián)，直接驅動困難，直流伺服電機易磨損，步進電機精度不高。中等負載，動作復雜、運動軌跡嚴格各類機器人。功率大，可無減速裝置直接驅動，結構緊湊，剛度好，響應快，伺服驅動含有較高精度。需要增設液壓源，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、，大負載情形。結構簡單，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、負載小且精度要求不高場所。分類屬性電機液壓氣壓優(yōu)點適用范圍缺點第6頁其它驅動分類:磁致伸縮驅動形狀記憶金屬靜電驅動鐵磁材料和亞鐵磁材料因為磁化狀態(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同時其回復力可對外作功特征，能夠制成各種驅動元件。利用電荷間相互吸力和排斥力作用次序驅動電極而產(chǎn)生平移和旋轉運動。第7頁其它驅動分類:超聲波電機人工肌肉利用超聲波振動作為驅動力一個驅動器，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動一個驅動器。驅動器從傳統(tǒng)電

3、機-減速器機械運動機制，向骨架腱肌肉生物運動機制發(fā)展。為了實現(xiàn)骨骼肌肉部分功效而研制驅動裝置稱為人工肌肉驅動器（機械化學物質高分子凝膠，形狀記憶合金等）。第8頁電機驅動選擇方法第9頁基本特征怎樣選擇電機控制要求供電電源控制方式水平或垂直負載、轉矩、慣量、轉速、精度、加速度端口界面、通訊要求位置、轉矩、速度直流、交流、電壓范圍伺服電機步進電機工業(yè)機器人慣用電機分類直流伺服交流伺服有刷電機-成本低開啟轉矩大、調速寬有電磁干擾。無刷電機-電機體積小重量輕，響應快速度高，慣量小，轉動平滑，力矩穩(wěn)定?？刂茝碗s，智能化。同時電機-功率大，大慣量最高轉速低，低速平穩(wěn)。異步電機功率大、高速長時、性價比高控制簡

4、單、精度較低、壽命長可靠、高速有轉矩損失第10頁伺服電機選擇步驟：2-確定運轉模式選擇步驟3-計算負載慣量及慣量比5-計算電機轉矩4-計算電機轉速加減速、勻速、停頓、循環(huán)時間結合連接構件計算負載慣量依據(jù)負載速度和減速比確定電機轉速依據(jù)負載慣量及加減速時間計算轉矩1-確定連接機構類型滾珠絲杠傳動、皮帶傳動、齒輪齒條傳動6-匹配電機依據(jù)以上參數(shù)匹配廠家電機第11頁伺服電機選擇示例：第12頁伺服電機廠家：第13頁步進電機選擇步驟：2-電機轉速確定選擇步驟3-空載開啟頻率選擇5-使用環(huán)境選擇4-選擇步進電機相數(shù)依據(jù)工況選擇轉速（低速大轉矩，高速低轉矩）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-保持轉矩選擇依據(jù)負載扭力大小選擇電機轉矩大小規(guī)格6-特殊要求出軸直徑、長短、伸出方向等第14頁步進電機廠家：第15頁液壓驅動選擇方法第16頁動力元件執(zhí)行元件介質輔助元件泵- -機械能轉液壓能液壓缸、馬達-液壓能轉機械能油箱、過濾器、管路等液壓油液壓系統(tǒng)液壓驅動系統(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,應選取齒輪泵;額定壓力為6.3MPa時,應選取葉片泵;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，環(huán)境、溫度、運行精度、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)品防護影響。6.密封件品質選擇 -密封性能，交換性，維護性，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頁液壓馬達選擇：轉矩、轉速、工作壓力、排量、外形及連接尺寸、容積效率、總效率以及質量、價格、貨源和使用維護便利性等馬達分類高速馬達低速馬達種類：齒輪馬達、螺桿馬達、軸向柱塞馬達特征：轉動慣量小，便于開啟制動，輸出轉矩小種類：徑向柱塞馬達特征：排量大、體積大、轉速低、輸出轉矩大輸入?yún)?shù)轉速輸出功率輸出扭矩輸入流量Q, 進出口壓差P, 輸入功率N= P*Q轉速n=(Q*v)/q, q:馬達排量

8、, v:容積效率轉矩M= =(P* q* m)/2 m:機械效率Nt= P* q* m* v 馬達參數(shù)第21頁液壓馬達著名品牌：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，機動閥，電動閥，液動閥，電液動閥等液壓閥門第23頁氣壓驅動選擇方法第24頁氣壓驅動系統(tǒng)組成：氣源裝置執(zhí)行元件輔助控制元件壓縮機、空氣凈化器，儲氣罐氣壓缸、馬達壓力

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頁空壓機選擇：空壓機類型壓力值排氣量有沒有基礎結構形式低壓（1mp以下),中壓（1-10mp),高壓(10-100mp)小型機(10m3/min),中型機(10-100m3/min),大型機(100m3/min以上)活塞式，回轉式(螺桿式,滑片式), 膜式固定式，移動式空壓機分類氣缸位置立式、臥式、角度式冷卻方式水冷式、風冷式驅動方式電機驅動、柴油機驅動潤滑方式無油式，機油潤滑式第26頁空壓機選擇：1.空壓機流量和壓力-依據(jù)負載特征和系統(tǒng)要求選擇空壓機流量和壓力。2.空壓機特征 -安裝方式，體積重

10、量，抗振性，成本和維護性。 3.空壓機進氣 -當?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。空壓機著名品牌：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，負載率計算缸徑。2.確定氣缸速度-依據(jù)壓縮空氣流量，進排氣口徑，管徑確定。 3.確定氣缸行程-依據(jù)系統(tǒng)設計要求確定。4.確定氣缸品種-依據(jù)實際要求確定。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頁氣動馬達選擇：1.確定馬達輸出功率- P=M*n/9550 M=額定扭矩 ；n=額定轉速；由負載確定。 2.確定工作轉速-依據(jù)系統(tǒng)