1.1 本体
什么叫机器人本体呢?
在弄清楚这个问题之前,要先学会区分机械臂和工业用机器人。
机械臂是指以相互连接的关节构成,以抓取或移动对象(如产品、工具等)为目的的机械。
工业用机器人是指安装了自动化控制、再生程序等辅助功能软件系统,拥有3轴以上操作功能的机械,具有机械臂及记忆装置,根据记忆装置的信息控制机械臂伸缩、回转、上下移动,或能自动执行以上复合动作。
本体就是机械臂,一般来说,机器人在空间内能移动到任意位置,可做任意的姿势。
所以,互相独立的3个自由度,能在空间内移动到任意的位置上;要想在空间内能取得任意的姿势,共需要6个自由度。自由度在业界统称为轴,有多少个自由度的机器人就叫多少轴机器人。
下面以标准6轴MH系列安川机器人的轴为例介绍机器人轴的构成,如图1-3所示。
基本3轴:S轴(旋转,Swing)、L轴(下臂,Lower Arm)、U轴(上臂,Upper Arm)。
手腕3轴:R轴(手腕旋转,Wrist Rotation)、B轴(手腕弯曲,Wrist Bending)、T轴(手腕转动,Wrist Turning)。
如前文所述,要想在空间内取得任意的位置和姿势,必须配置6个轴。但是一些特殊情况除外,如使用机器人搬运、堆叠工件时,则不需要旋转、颠覆工件,这时虽然6轴机器人也可以完成相关任务,但4轴、5轴机器人的完成度会更专业和高效。所以在选型过程中,需要从多个方面综合考虑衡量,选择最合适的机器人完成工作。
要让机器人顺利转动需要什么软硬件呢?使机器人转动所需要的四大要素:①伺服电动机;②电动机的驱动程序(伺服包);③减速机;④机械臂(承担本体和负载总重量的铸铁构件),如图1-4所示。
图 1-3
图 1-4
减速机前后速度与力度的关系如图1-5所示。
图 1-5
根据图1-5所示数据,计算公式如下:
速度:x=100/50=2;
力度:y=1×50=50。
另外,在安川机器人中,使用以下减速比:
基本3轴:150左右;
手腕3轴:50~100。
安川机器人电动机转一圈是4096个脉冲。
如图1-6所示,安川机器人的构造可大致分为以下几大类:
图 1-6