相信每一个机器人的爱好者都曾有过拥有一个机器人的想法,无论你是否真的拥有了拥有机器人的能力。但是你可以知道这些:
机器人是实现生产过程自动化、提高劳动生产率的一种有力工具。
关于机器人的总体设计
机器人总体设计的主要内容有:确定基本参数,选择运动方式,手臂配置形式,位置检测,驱动和控制方式等等。机器人总体设计步骤分以下几个部分:
系统分析
如果要让那个一个生产实现自动化,需要对各种机械化、自动化装置进行综合的技术和经济分析,确定是否适合使用或是机械手,确定后,工作人员需要做到:
根据机器人的使用场合,明确采用机器人的目的和任务分析机器人所在系统的工作环境,包括机器人与已有设备的兼容性认真分析系统的工作要求,确定机器人的基本功能和方案进行必要的调查研究,搜集国内外的有关技术资料,进行学习和分析
技术分析
1. 机器人基本参数的确定
在系统分析的基础是那个,具体确定臂力、工作节拍、工作范围、运动速度及定位精度等基本参数。
臂力的确定(对专业机械手来说,臂力主要根据被抓取物体来定,安全系数一般可在1.5~3.0范围内选取,对于工业机器人来说,臂力要根据被抓取、搬运的物体重量变化范围来定)
工作范围的确定(根据工艺要求和操作运动的轨迹来确定,一个操作运动的轨迹往往是几个动作合成的,在确定工作范围时,可将运动轨迹分解成单个动作,由单个动作的行程确定机器人或机械手的最大行程)
确定运动速度(根据生产需要的工作节拍分配每个动作的时间,进而确定各动作的运动速度)
机器人或机械手的总运动时间应小于或等于工作节拍,如果两个动作同时进行,要按时间较长的计算,一旦确定了最大行程和动作时间,其运动速度也就确定下来了。
定位精度的确定(根据使用要求来确定,所能达到的定位精度,取决于定位方式、运动速度、控制方式、臂部刚度、驱动方式、缓冲方法等因素)
工艺过程不同,对机器人或机械手重复定位精度的要求也不同。
2.机器人运动形式的选择
常见的机器人运动形式有:直角坐标型、圆柱坐标型、极坐标型、关节型和scara型。具体选用哪种形式,必须根据工艺要求、工作现场、位置和搬运前后工件中心线方向的变化等情况,进行分析比较,再选择使用。
为了满足特定的工艺要求,专用的机械手一般只要求有二个或三个自由度,二通用机器人必须具有四至六个自由度,才能满足不同产品的不同工艺要求。所选择的运动形式,在满足需要的情况下,以使用自由度最少、结构最简单为准。
3.拟定检测传感系统框图
选择合适的传感器,以便结构设计时考虑安装位置
4.确定控制系统总体方案,绘制框图
5.机械结构设计(确定驱动方式,选择运动部件和设计具体结构,绘制机器人总装图及主要部件零件图)
仿真设计
运动学计算,分析是否能达到要求的速度、加速度、位置;动力学计算,计算关节驱动力的大小,分析驱动装置是否满足要求;运动的动态仿真,将每一位姿用三维图形连续显示出来,实现机器人的运动仿真性能分析,建立机器人教学模型,对机器人动态性能进行仿真计算;方案和参数修改,运用仿真分析的结果对所设计的方案、结构、尺寸和参数进行修改,加以完善;机器人机器系统设计是机器人设计的重要部分,其他系统的设计尽管有各自的独立性,但都必须于机械系统相匹配,相辅相成,构成一个完整的机器人系统。