工业机器人传动机构工作原理
1、直线传动机构:
汽缸或液压缸驱动:液(气)压缸是将液压泵(空压机)输出的压力能转换为机械能、做直线往复运动的执行元件,使用液(气)压缸可以容易地实现直线运动,液(气)压缸主要由缸筒、缸盖、活塞、活塞杆和密封装置等部件构成,活塞和缸筒采用精密滑动配合,压力油(压缩空气)从液(气)压缸的一端进入,把活塞推向液(气)压缸的另一端,从而实现直线运动,通过调节进入液(气)压缸液压油(压缩空气)的流动方向和流量可以控制液(气)压缸的运动方向和速度。
齿轮齿条装置:如果齿条固定不动,当齿轮转动时,齿轮轴连同拖板沿齿条方向做直线运动,这样,齿轮的旋转运动就转换成拖板的直线运动,拖板是由导杆或导轨支承的,该装置的回差较大。
滚珠丝杠与螺母:在工业机器人中经常采用滚珠丝杠,这是因为滚珠丝杠的摩擦力很小且运动响应速度快,由于滚珠丝杠螺母的螺旋槽里放置了许多滚珠,丝杠在传动过程中所受的是滚动摩擦力,摩擦力较小,因此传动效率高,同时可消除低速运动时的爬行现象;在装配时施加一定的预紧力,可消除回差。
2、旋转传动机构:
齿轮副:齿轮副不但可以传递运动角位移和角速度,而且可以传递力和力矩,一个齿轮装在输入轴上,另一个齿轮装在输出轴上,可以得到齿轮的齿数与其转速成反比,输出力矩与输入力矩之比等于输出齿数与输入齿数之比。
同步带传动装置:在工业机器人中同步带传动主要用来传递平行轴间的运动,同步传送带和带轮的接触面都制成相应的齿形,靠啮合传递功率,其传动原理如图2-19所示,齿的节距用包络带轮时的圆节距t表示。
谐波齿轮:目前工业机器人的旋转关节有60%~70%都使用谐波齿轮传动,谐波齿轮传动由刚性齿轮、谐波发生器和柔性齿轮三个主要零件组成,工作时,刚性齿轮固定安装,各齿均布于圆周上,具有外齿圈的柔性齿轮沿刚性齿轮的内齿圈转动,柔性齿轮比刚性齿轮少两个齿,所以柔性齿轮沿刚性齿轮每转一圈就反向转过两个齿的相应转角,通常刚性齿轮固定,谐波发生器作为输入端,柔性齿轮与输出轴相连。
摆线针轮传动减速器:摆线针轮传动是在针摆传动基础上发展起来的一种新型传动方式,20世纪80年代日本研制出了用于机器人关节的摆线针轮传动减速器,它由渐开线圆柱齿轮行星减速机构和摆线针轮行星减速机构两部分组成。
工业机器人传动机构的应用
1、汽车制造:工业机器人在汽车制造业中的应用广泛,如焊接、涂装、装配等环节都有大量应用,焊接机器人能够精确地进行车身焊接,提高焊接质量和生产效率;涂装机器人可以实现均匀的涂料喷涂,减少人工操作带来的误差和环境污染;装配机器人则能够准确地完成汽车零部件的安装工作,确保产品质量的稳定性。
2、电子制造:在电子行业,工业机器人可用于电子产品的组装、测试、包装等工序,在手机生产线上,机器人可以精确地将微小的电子元件插入电路板,或者进行芯片的贴装,其高精度和高速度的特点能够满足电子产品小型化、高密度的发展需求。
3、金属加工:工业机器人在金属加工领域的应用主要体现在机床上下料、锻造、冲压等方面,数控机床上下料机器人可以自动抓取原材料并放置到机床的加工位置,然后在加工完成后将成品取下,大大提高了生产效率和安全性。
4、物流仓储:在物流仓储领域,工业机器人被用于货物的搬运、分拣、码垛等工作,自动导引车(AGV)可以在仓库中自动运输货物,根据预设的路径和指令将货物准确地送到指定位置;码垛机器人则能够将货物整齐地堆叠在托盘上,方便后续的存储和运输。
5、食品饮料:食品饮料行业中,工业机器人可用于产品的包装、灌装、贴标等环节,饮料灌装机器人可以准确地控制灌装量,保证每一瓶饮料的容量一致;食品包装机器人则能够快速地完成产品的包装工作,提高生产效率和包装质量。