工业机器人驱动系统

    工业机器人的驱动器布置部采用一个关节一 个驱动器。一个驱动器的基本组成为：电源，功 率放大板、伺服控制板、电动机、示教器、测速器和制动器。它的功能不仅能提供足够的功率驱 动机械手各关节，而且要实现快速而頻繁起停且准确地到位和运动。因此必须采用位S闭环、速 度闭环、加速度闭环控制。为了保护电动机和电 路，还要有电流闭环。为适应机器人的频繁起停 和离的动态品质要求，一般都采用低價量电动 机，因此，机器人的驱动器是一个要求很高的驱 动系统。

机 器 人 轨 迹 规 划

机 器 人 机 械 手 端 部 从 起 点 （ 包 括 位 置 和 姿态 ） 到 终 点 的 运 动 轨 迹 空 间 曲 线 叫 路 径 ， 轨 迹规 划 的 任 务 是 用 一 种 函 数 来 “ 内 插 ” 或 “ 逼 近 ”给 定 的 路 径 ， 并 沿 时 间 轴 产 生 一 系 列 “ 控 制 设定 点 ” ， 用 于 控 制 机 械 手 运 动 。目 前 常 用 的 轨 迹 规 划 方 法 有 关 节 变 撤 空 间 关节 插 值 法 和 笛 卡 尔 空 间 规 划 两 种 方 法 。

目 前 常 用 的 轨 迹 规 划 方 法 有 关 节 变 撤 空 间 关节 插 值 法 和 笛 卡 尔 空 间 规 划 两 种 方 法 。

3 ) 平 面 关 节 式 。 这 种 机 械 手 的 机 构 特 点 是上 下 运 动 由 直 线 运 动 构 成 ， 其 他 运 动 均 由 旋 转 运 动 构 成 。 这 种 结 构 在 垂 直 方 向 刚 度 大 ， 水 平 方 向又 十 分 灵 活 ， 较 适 合 以 插 装 为 主 的 装 配 作 业 ， 所以 被 装 配 机 器 人 广 泛 采 用 ， 又 称 为 SCARA型 机械 手 ， 如 图 4 0 -8 所 示 。机 器 人 机 械 手 的 具 体 结 构 虽 然 多 种 多 样 ， 但都 是 由 常 用 的 机 构 组 合 而 成 。 现 以 美 国 PUMA机 械 手 为 例 来 简 述 其 内 部 机 构 ， 见 图 4 0 - 9 。 它 是由 机 座 、 大 臂 、 小 臂 、 手 腕 四 部 分 构 成 ， 机 座 与大 臂 、 大 臂 与 小 臂 、 小 臂 与 手 腕 有 三 个 旋 转 关节 ， 以 保 证 达 到 工 作 空 间 的 任 意 位 置 ， 手 腕 中 又 有 三 个 旋 转 关 节 ： 腕 转 、 腕 曲 、 腕 摆 ， 以 实 现 末端 操 作 器 的 任 意 空 间 姿 态 。 手 腕 的 端 部 为 一 法兰 ， 以 连 接 末 端 操 作 器 。每 个 关 节 都 由 一 台 伺 服 电 动 机 驱 动 ，PUMA机 械 手 是 采 用 齿 轮 减 速 、 杆 传 动 ， 但 不 同 厂 家 采用 的 机 构 不 尽 相 同 ， 减 速 机 构 常 用 的 是 几 种 方式 ： 齿 轮 、 谐 波 减 速 器 、 滚 珠 丝 杠 、 蜗 轮 蜗 杆 和RV减 速 机 等 。 传 动 方 式 有 ： 杆 传 动 、 链 条 / 同步 带 传 动 、 齿 轮 传 动 等 。 其 技 术 关 键 是 要 保 证 传动 双 向 无 间 隙 （ 即 正 反 传 动 均 无 间 隙 ） ， 这 是 机器 人 精 度 的 机 械 保 证 ， 当 然 还 要 求 效 率 高 、 机 构紧 凑 。