《工业机械手图》课件

工业机械手工业机械手是现代自动化生产中不可或缺的关键组件它们能够执行高精度和高重复性的复杂动作大大提高了生产效率和产品质量让我们深入探,讨这些智能机械手臂的结构和功能课件目标和大纲课件目标课件大纲通过本课件,学生将了解工业机械手的基本结构、运动类型和•什么是工业机械手驱动原理从而对工业自动化领域有更深入的认识和理解,•工业机械手的基本结构•工业机械手的自由度•工业机械手的分类•典型工业机械手的结构和原理•机械手的关节运动和基座运动•机械手的驱动原理和控制系统•工业机械手的典型应用什么是工业机械手？机械臂结构控制系统广泛应用工业机械手由多个连接的机械臂组成，工业机械手配备精密的控制系统可编程工业机械手广泛应用于制造业的各个环,可模仿人类手臂进行各种操作它们具实现各种复杂的自动化操作如搬运、焊节大大提高生产效率和产品质量是智能,,,有灵活多变的关节和末端工具接、装配等制造的关键技术之一工业机械手的基本结构工业机械手由机械臂、驱动装置、控制装置等主要部件组成机械臂包括基座、底座、上臂、前臂和手腕等驱动装置负责驱动机械臂的各个关节运动如电机、气动或液压缸等控制装置则负责对机械手的各项运动进行,控制与协调工业机械手的自由度自由度定义说明平移自由度沿、、三个轴方向的平移运动用于实现工件的取放、搬运等直线运动X YZ转动自由度绕、、三个轴方向的转动运动用于实现工件的抓取、定位等旋转动作X YZ特殊自由度贴合工件表面、夹持工件等特殊要求用于满足某些特殊作业要求工业机械手通过组合不同数量的平移和转动自由度获得所需的运动自由度从而满足不同作业任务的要求特殊自由度则用于解决一些特殊的作业需,,求工业机械手的分类直角坐标机器人圆柱坐标机器人12采用直角坐标系具有三个直由一个直线运动和两个旋转,线运动自由度常用于物料搬运动自由度组成适用于大范,,运和装配围工作空间关节型机器人并联型机器人34关节式结构与人类手臂相似由多个串联运动副组成的并,具有多个旋转自由度可模拟联机构具有高刚性和加速,,人类手臂动作度直角坐标机器人直角坐标机器人也称为笛卡尔坐标机器人其结构采用三个互,相垂直的直线轴通过三个直线轴的直线运动组合可以实现,机器人末端在三维空间内的任意位置和姿态这种结构简单,刚度好重复定位精度高是工业自动化领域广泛应用的一种机,,器人类型圆柱坐标机器人圆柱坐标机器人是一种常见的工业机械手类型它由一个垂直的圆柱形底座、一个沿圆柱体旋转的臂架和一个沿半径方向伸缩的滑台组成这种结构使机械手能够在三维空间内实现自由移动和旋转，适用于各种生产场景关节型机器人关节结构设计广泛应用范围精密控制系统关节型机器人通过模仿人类手臂的关节关节型机器人广泛应用于工业自动化生关节型机器人采用先进的伺服控制系结构，使用多个可旋转关节来实现各种产、医疗辅助、军事装备等领域，可完统，能精确控制每个关节的位置和速运动，具有灵活性强、动作自由度高的成复杂的操作任务度，保证高效稳定的运行特点并联型机器人并联型机器人由多个连杆组成的闭环机构构成具有刚度高、精度好、负载,能力强等优点广泛应用于高精度装配、微操作等领域其结构灵活多变可,,以实现轴或更多自由度的运动6并联机器人通过多个串联的连杆实现运动相比开链式机器人更加稳定可靠,,并且可以承载更重的负荷是工业自动化领域的重要发展方向之一,工业机械手的关节运动工业机械手的关节运动是指机械手各个连杆之间的相对运动这种运动可以实现机械手在三维空间内自由移动及精确定位常见的关节运动包括俯仰运动、横摆运动、纵摆运动等通过控制这些关节的运动轨迹和速度，可以使机械手完成丰富的动作机械手的基座运动平移机械手可以沿水平方向进行平移运动扩大工作范围,升降机械手可以沿垂直方向进行升降运动适用于不同高度的任,务旋转机械手可以围绕垂直轴进行旋转增加工作空间,机械手的基座运动旋转运动1机械手可围绕其基座进行水平方向的旋转运动平移运动2部分机械手还具有垂直方向的平移运动俯仰运动3高端机械手能实现基座的前后俯仰运动机械手的基座运动为整个操作系统提供了更大的作业范围和灵活性，能够满足复杂工艺流程的需求基座的旋转、平移和俯仰运动共同构成了机械手的基础移动能力，是实现高效自动化生产的重要前提机械手的伸缩运动伸缩机构电动推杆工业机械手通常具有能够沿垂直或水平方向伸缩的关节以增加其工,作范围和灵活性电动推杆也是一种常用的伸缩机构操作灵活可编程控制,,123气缸驱动气缸是常见的伸缩驱动方式能够精确控制伸缩距离和速度,机械手的旋转运动根节旋转1机械手的底座实现度全方位旋转360关节旋转2机械手的各个关节可独立实现旋转动作手腕旋转3机械手的末端关节实现灵活旋转机械手的旋转运动是其重要的功能之一，可以让它实现全方位的活动能力从根节到关节以及手腕，多个部位的旋转协同工作，使得机械手能够快速灵活地完成复杂的操作任务精密的旋转控制是保证机械手高效稳定运行的关键机械手的夹持运动夹爪机构机械手的夹持原理是通过电机或气缸带动夹爪张合来实现对物品的抓取与释放夹持力度调节夹爪的夹持力度可以通过控制系统进行调节以适应不同重量和形状的物品,夹持方式机械手可采用两爪、三爪或多爪等不同夹持方式以满足不同应用场景的需求,夹持灵活性夹爪的开合角度和运动轨迹可通过程序控制实现更加灵活的夹持动作,机械手的配重机构机械手的配重机构是用来补偿机械手各个部件的自重使机械手在任何位置,和姿态下都保持力平衡从而减轻驱动电机的负荷常见的配重方式包括螺,旋弹簧、扭杆弹簧和气压弹簧等这些配重机构能有效提高机械手的载荷能力和稳定性确保其能平稳运行,机械手的驱动原理电机驱动气动驱动液压驱动采用电机作为驱动力是最常见的方利用气压作为驱动力具有结构简通过液压缸产生大推力和高速度适,,式可实现高精度、高响应的运动控单、成本低廉、安全性高等优点用于需要较大负载运动的场合,制电机驱动电机基础电机是通过电磁力转化为机械力的电力设备是工业机械手的常见驱动方式,高精度控制电机驱动可实现高精度定位和速度控制是机械手关节运动的理想选择,能效优化先进的电机技术可提高驱动系统的能量转换效率降低能耗和运行成本,气动驱动空压机供气气动缸和电磁阀动力传输高效灵活动作气动驱动系统需要通过空压工业机械手的气动驱动由气气动驱动系统能将动力直接气动驱动可以实现快速精准机提供高压压缩空气作为动动缸和电磁阀组成通过控传输到关节相比电机驱动的运动控制适合需要快速,,,力源可靠的空压机是关制空气流向实现各关节的运更加高效可靠无需复杂的响应的工业应用场景同时键确保维护良好并提供足动精确控制这些部件是关传动机构结构更加简单紧成本较低、维护简单,,够的供气能力键凑液压驱动高功率密度精准控制液压驱动系统能够产生大力矩液压系统可以实现精准的位置和高速度适合于需要大功率的控制和速度控制满足工业机械,,工业机械手应用手的高精度要求可靠性高液压系统的构件耐磨性好适合于恶劣环境下长时间稳定运行,工业机械手的控制系统开环控制闭环控制伺服控制系统开环控制系统不会根据输出信号进行反闭环控制系统会将实际输出反馈到控制伺服控制系统利用电机驱动器对关节执馈调整简单直接但无法自动纠正误差器能自动校正误差提高精度和稳定性行器进行精准控制实现复杂运动,,,,开环控制信号输出开环控制系统只进行一次信号输出不会根据实际情况进行反馈调整,响应快速由于无需等待反馈开环控制的响应速度较快适用于对实时性要求高的场景,,结构简单开环控制系统的结构相对简单成本较低维护也较为容易,,闭环控制监测系统输出自动调整输入12闭环控制系统会持续监测实系统会根据误差自动调整输际输出将其与目标输出进行入以缩小实际输出与目标输,,比较出之间的差异错误修正稳定性强34通过持续的错误检测和修正闭环控制可以提高系统的稳,闭环控制可以确保系统输出定性对外部干扰具有一定抗,精确度性伺服控制系统自动调节伺服控制系统能自动调节机械手的位置和速度确保高精度和稳定性,闭环控制通过实时反馈检测实际位置与目标位置进行比较自动调整驱动力,,智能控制伺服系统采用先进的控制算法能实现智能化的位置、速度和力矩控制,码垛提高效率降低成本利用机械手自动化码垛可以大大提高生产效率减少人工劳动强自动化码垛可以大幅降低人力成本提高企业利润,,度保证精度增强安全性机械手的高重复性和精准性可以确保每个货物被正确码放消除人工作业的危险性提高工厂的整体安全水平,焊接高精度焊接高效自动化灵活多变提高安全性工业机械手可以精确控制焊机器人焊接可以实现全自动工业机械手可以快速切换不机器人焊接可以替代人工操接过程保证焊缝质量和焊化操作大幅提升焊接速度同焊接工艺和焊接路径适作避免工人接触高温、有,,,,接效率它们能进行复杂的和生产效率降低劳动力成应各种复杂零件的需求毒烟雾等危险因素提高安,,焊接动作如多段焊接、双本全性,向焊接等焊接高精度焊接高效生产12工业机械手可以实现高度精确的焊接确保产品质量机器人自动化焊接可提高生产效率减少人工成本,,多样化应用灵活性强34工业机械手广泛应用于汽车制造、船舶制造等行业的焊机械手可轻松调整焊接位置和角度适应各类工件要求,接工序装配精准定位灵活性12机械手通过精确识别零件位多关节设计赋予机械手更大置实现快速准确的装配的工作范围和动作灵活性,重复性协作性34机械手重复性高提高了装配机械手可与人协作完成复杂,效率和一致性的装配任务搬运自动化搬运使用工业机械手进行自动化的物料搬运，提高效率和安全性精准操作机械手能进行精准的定位和搬运，适用于各种尺寸和重量的物品仓储管理机械手可以配合仓储管理系统进行高效的货物搬运和定位结语与总结在本次课件中我们深入探讨了工业机械手的定义、结构特点、分类、运动,形式和驱动方式以及其在码垛、焊接、装配和搬运等典型应用场景中的应,用通过这个概括性的了解希望能够让大家对工业机械手有更全面的认,知。