以下介紹庫卡機器人本體的結構和特點:
垂直串聯結構機器人的結構簡化,如下圖所示。六軸垂直串聯機器人具有A1-A6六個關節軸,其中A1、A4、A6為旋轉軸,其余A2、A3、A5為擺動軸。
機器人運動系統關注的是對機器人運動鏈末端節點的控制,即通過6個關節軸角度的控制實現對安裝在機器人六軸末端的工具的姿態和位置的控制,其控制過程涉及機器人運動學知識,不在本系列文章的內容范圍之內。
跟其他機器人一樣,KUKA六軸垂直串聯機器人的本體可以分為腕部、小臂、大臂、轉盤、底座、平衡杠等組成部分,不是所有六軸垂直串聯機器人都配置有平衡缸,它通常只出現在具備中、大負載能力的機器人本體上。對于KUKA工業機器人,只有負載能力在60KG以上的機器人才配置平衡缸,平衡缸的作用是減輕大臂電機的載荷壓力,配置了平衡缸的機器人本體必須按照機器人本體上標示的安裝方式進行安裝,比如你不能將一臺配置了平衡缸的地面安裝形式的機器人進行天花板倒掛安裝,否則機器人將不能正常工作。機器人本體各部分的劃分。
1.腕部
六軸垂直串聯機器人擁有一個3軸式腕部,它包括軸4、軸5、軸6。軸6電機在小臂內部直接安裝在機械手上。該電機直接驅動機械手,而在軸4和軸5上由安裝在小臂背部的電機通過連接軸驅動。機器人腕部有一個連接法蘭用于加裝工具。當機器人腕部出現故障需要維修更換時,KUKA公司要求客戶更換整個腕部,而不允許用戶單獨對軸4、軸5、軸6進行拆卸更換。
2.小臂
小臂是機器人腕部和大臂之間的連桿。它用于固定手軸4和軸5的電機。小臂由軸3電機來驅動。允許的***大擺角采用機械方式分別由一個正向和負向的擋塊加以限制。所屬的緩沖器安裝在小臂上。小臂上有一個帶4個用于固定附加負載的螺紋安裝孔。
3.平衡缸
平衡缸是一套裝于轉盤與大臂之間的組件,在機器人停止和運動時盡量減小加在軸2周圍的扭矩,平衡杠采用封閉的液壓氣動系統來實現此目的。該系統包含兩個儲壓器、一個液壓缸(含管路)、一個壓力表和一個用作防止過載的安全元件的爆破片。使用錯誤的方法拆卸、拆解平衡缸可能會對操作者造成嚴重傷害,不建議普通用戶自行拆卸和維修平衡缸。
4.電氣接口
主要包含機器人本體與控制間的電機電纜、數據電纜連接接口,機器人末端執行器的控制信號接口,以及壓縮空氣管道接口等。
5.底座
底座是機器人的基座。它用螺栓與地基固定。電氣設備的保護軟管被固定在底座上。此外,電機和數據電纜的接口和拖鏈系統安裝在底座上。
6.轉盤
轉盤固定軸 A1 和 A2。轉盤執行軸 1 的旋轉運動。轉盤通過軸 1 的傳動裝置 與底座用螺栓固定住,并由轉盤上的電機驅動。大臂也在轉盤中支承。
7.大臂
大臂是位于轉盤和小臂之間的組件。為了達到不同的工作范圍,KUKA機器人通常會提供三個不同長度的小臂結合大臂使用。大臂上有一個帶4個用于固定附加負載的螺紋安裝孔。
機器人用戶通常會關注機器人的工作范圍、負載能力、重復定位精度、IP防護等級等性能參數,這些參數都取決于機器人本體。另外對于機器人本體,還需要關注本體的重量、安裝形式、底座安裝孔布局尺寸、六軸法蘭安裝孔布局尺寸、各軸的運動范圍和各軸額定負載下的***大移動速度等參數。由于篇幅所限,不再對以上內容進行介紹,讀者可通過查閱KUKA***的技術手冊對以上內容進行查閱。
對于某具體型號的KUKA機器人本體,其與本體相關的各項性能參數說明以及對機器人本體的運輸、安裝、調試、保養、維修的操作說明都在該款機器人本體的操作說明書中有詳細描述。下圖展示了QUANTEC PRO系列機器人本體的操作說明書封面和部分目錄。
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