時間:2018-06-28 17:47:53來源:成途機器人培訓
【KUKA結構——工業(yè)機器人末端關節(jié)結構圖】機器人的傳動和布局設計從理論上講應該是比較成熟的領域,如果有樣機,拆開一看就可以知道大部分的結構。但是在結構優(yōu)化設計經(jīng)驗、裝配規(guī)范的標準化、零配件的按需定制以及供應鏈優(yōu)化等方面國內(nèi)廠商還需要很長時間的積累。
本文以KUKA為例,分協(xié)作機器人iiwa和傳統(tǒng)機器人KR兩個大系列。
協(xié)作機器人iiwa
當前主流的協(xié)作機器人都采用“模塊化”思想的關節(jié)設計,采用直驅電機+諧波減速器的方式,每個關節(jié)的內(nèi)部結構基本一致,只是大小不太一樣,例如iiwa的每個軸基本都是下圖這樣:
每一個關節(jié)中都包含了電機、伺服驅動、諧波減速器、電機端編碼器、關節(jié)端位置傳感器和力矩傳感器,電機和減速器采用直連。
整個關節(jié)在機器人內(nèi)部的布局如下:
傳統(tǒng)機器人KR
對于KR系列這一類的傳統(tǒng)機器人來講,末端的布局一般按照滿足“三軸軸線交于一點”的基本原則來做,主要區(qū)別在于三個電機的布置和傳動方式。
KUKA之前的很多機器人都采用4、5、6三軸電機布置在小臂后方,通過同心軸+傘齒輪/同步帶的方式傳動到手腕的方式,以KR5為例:
三個電機的動力通過同心軸傳到手腕,腕部結構如下:
放大圖:
總結
近幾年KUKA新推出的agilus系列機器人為了追求纖細緊湊的外表,采用了將4、5、6三軸電機內(nèi)置在小臂內(nèi)部的方式。
其實就傳統(tǒng)工業(yè)機器人來講,各家主要的差別在于5軸和6軸的布置方式,外資品牌借助于深厚的設計功底和強大的定制能力,普遍采用齒輪或者同步帶的方式用作動力傳輸,將電機布置的比較靠后,因此機器人小臂和手腕部位做的比較緊湊。
而國產(chǎn)廠商受限于成品電機的尺寸、齒輪的精度和噪音、裝配經(jīng)驗不足的問題,5、6軸多采用直連或者單同步帶的方式,導致腕部尺寸普遍偏大。
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