1.工業(yè)機(jī)器人的定義是什么? 機(jī)器人是一個在三維空間具有較多自由度的,并能實現(xiàn)諸多擬人動作和功能的機(jī)器,而工業(yè)機(jī)器人則是在工業(yè)生產(chǎn)上應(yīng)用的機(jī)器人。它的特點是:可編程、擬人化、通用性、機(jī)電一體化。 2.工業(yè)機(jī)器人有哪幾個子系統(tǒng)組成?各自的作用是什么?• 驅(qū)動系統(tǒng):使機(jī)器人運行起來的傳動裝置。 • 機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng):由機(jī)身、手臂、機(jī)械手末端工具三大件組成的一個多自由度的機(jī)械系統(tǒng)。 • 感受系統(tǒng):由內(nèi)部傳感器模塊和外部傳感器模塊組成 獲取內(nèi)部和外部環(huán)境狀態(tài)的信息。 • 機(jī)器人&環(huán)境交互系統(tǒng):實現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人與外部環(huán)境中的設(shè)備相互聯(lián)系和協(xié)調(diào)的系統(tǒng)。 • 人&機(jī)交互系統(tǒng):是操作人員參與機(jī)器人控制與機(jī)器人進(jìn)行聯(lián)系的裝置。 • 控制系統(tǒng):根據(jù)機(jī)器人的作業(yè)指令程序以及從傳感器反饋回來的信號支配機(jī)器人的執(zhí)行機(jī)構(gòu)去完成規(guī)定的運動和功能。 3.什么是機(jī)器人的自由度?機(jī)器人位置操作需要幾個自由度?姿態(tài)操作需要幾個自由度?自由度是指機(jī)器人所具有的獨立坐標(biāo)軸運動的數(shù)目,不應(yīng)包括手爪(末端工具)的開合自由度,在三維空間中描述一個物體的位置和姿態(tài)需要六個自由度,位置操作需要3個自由度(腰、肩、肘),姿態(tài)操作需要3個自由度(俯仰、偏航、側(cè)滾)。 工業(yè)機(jī)器人的自由度是根據(jù)其用途而設(shè)計的,可能小于6個自由度,也可能大于6個自由度。 4.工業(yè)機(jī)器人的主要技術(shù)參數(shù)有哪些?自由度、重復(fù)定位精度、工作范圍、最大工作速度與承載能力。 5.機(jī)身和臂部的作用各是什么?在設(shè)計時應(yīng)注意哪些問題?機(jī)身是支承臂部的部件,一般實現(xiàn)升降回轉(zhuǎn)和俯仰等運動,機(jī)身設(shè)計時要有足夠的剛度和穩(wěn)定性;運動要靈活,升降運動的導(dǎo)套長度不宜過短,避免發(fā)生卡死現(xiàn)象,一般要有導(dǎo)向裝置;結(jié)構(gòu)布置要合理臂部是支承腕部手部和工件的靜動載荷的部件,尤其高速運動時將產(chǎn)生較大的慣性力,引起沖擊,影響定位的準(zhǔn)確性。 設(shè)計臂部時要注意剛度要求高,導(dǎo)向性好,重量輕,運動要平穩(wěn),定位精度要高。其它傳動系統(tǒng)應(yīng)盡量簡短以提高傳動精度和效率;各部件布置要合理,操作維護(hù)要方便;特殊情況特殊考慮,在高溫環(huán)境中應(yīng)考慮熱輻射的影響腐蝕性環(huán)境中應(yīng)考慮防腐蝕問題。危險環(huán)境應(yīng)考慮防暴問題。 6.手腕上的自由度主要起什么作用?如果要求手部能處于空間任意方向則手腕應(yīng)具有什么樣的自由度?手腕上的自由度主要是實現(xiàn)手部所期望的姿態(tài)。為了使手部能處于空間任意方向,要求腕部能實現(xiàn)對空間三個坐標(biāo)軸X Y Z的轉(zhuǎn)動。即具有翻轉(zhuǎn)俯仰和偏轉(zhuǎn)三個自由度。 7.機(jī)器人末端工具的作用和特點機(jī)器人手部是用來握持工件或工具的部件,是一個獨立的部件,可以有手爪也可以是專用工具。 8.按夾持原理末端工具分為哪幾類?包括哪些具體形式?按夾持原理,末端夾持手分為兩類: • 夾持類包括內(nèi)撐式、外夾式、平移外夾式、勾托式和彈簧式; • 吸附類包括磁吸式,氣吸式。 9.真空式吸盤根據(jù)工作原理可分為幾類?其工作原理是怎樣的?按工作原理分為三類: • 真空吸盤。利用真空泵抽出吸附頭的空氣而形成真空; • 噴吸式吸盤。利用伯努利效應(yīng)產(chǎn)生負(fù)壓,流體速度加快時,物體與流體接觸的界面上的壓力會減少,反之壓力會增加。借助壓縮空氣和真空發(fā)生器無需專用真空泵; • 擠氣負(fù)壓式吸盤?繖C(jī)械作用實現(xiàn)真空和釋放真空,無需真空泵系統(tǒng)也不需要壓縮空氣,氣源經(jīng)濟(jì)方便但可靠性稍差。 10.液壓和氣壓傳動在操作力、傳動性能和控制性能方面的區(qū)別?• 操作力。液壓可得到很大的直線運動力和回轉(zhuǎn)力,抓取重量1000到8000N;氣壓可得到較小的直線運動力和回轉(zhuǎn)力,抓取重量小于300N。 • 傳動性能。液壓壓縮性小傳動平穩(wěn),無沖擊,基本上無傳動滯后現(xiàn)象,反映靈敏運動速度最高達(dá)2m/s;氣壓壓縮空氣粘度小管路損失小流速大可達(dá)較高速度但高速時平穩(wěn)性差沖擊較嚴(yán)重通常汽缸50到500mm/s。 • 控制性能。液壓壓力和流量均容易控制,可無極調(diào)速通過調(diào)節(jié);氣壓低速不易控制,難準(zhǔn)確定位,一般不做伺服控制。 11.伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)的性能有何不同?• 控制精度不同(伺服電機(jī)控制精度由電機(jī)軸后端的旋轉(zhuǎn)編碼器保證,伺服電機(jī)控制精度高于步進(jìn)電機(jī)); • 低頻特性不同(伺服電機(jī)運轉(zhuǎn)非常平穩(wěn),即使低速時也不會出現(xiàn)振動現(xiàn)象,一般伺服電機(jī)低頻性能好于步進(jìn)電機(jī)); • 過載能力不同(步進(jìn)電機(jī)不具備過載能力,伺服電機(jī)具有較強(qiáng)的過載能力); • 運行性能不同(步進(jìn)電機(jī)的控制為開環(huán)控制,交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)為閉環(huán)控制); • 速度響應(yīng)性能不同(交流伺服系統(tǒng)加速度性能較好)。 4 F6 d4 F* J* w( e
|